【中级软考—软件设计师】1计算机组成与体系结构1.7存储系统【****】：1.7.1层次化存储

考察：

• 考点1：层次化存储体系
• 考点2：Cache
• 考点3：主存编址计算

考察：

• 各个层次速度，容量以及成本的对比
• 局部性原理的概念
• 相联存储器Cache
• 随机存取存储器RAM
• 只读存储器ROM

层次化存储

层次化存储结构

各个层次速度，容量以及成本的对比

• 引申问题：由于内存和cpu的速度和容量相差特别大——所以需要中间加一个Cache【相联存储器也叫做：高速缓存】
  • Cache出现的目的：为了解决cpu和内存之间速度容量不匹配的问题
  • Cache中的内容都是内存赋值过去的
• 注：1024兆就是1024MB 1G＝1024MB

层次化存储结构的好处

实例：一个60g游戏的运行，需要cpu的调度

• 将60g游戏切成多块，按照自己所需要的部分从外存调入到内存当中去——调入的过程由操作系统来完成【操作系统存储管理时候会讲到】
• 内存的部分调入到Cache当中去——由硬件来完成
• Cache的部分调入到cpu当中去——由硬件来完成

局部性原理的概念

引申问题：为什么一小块数据，就够我们用了呢？——涉及到局部性原理【是层次化存储结构的支撑】

• 计算机是处理数据的，一般做饭会提前买好常用的调料【高频率的重复使用】
• 处理数据的时候还有一个特点——【有关联性的数据都会放到一块】

局部性原理【是层次化存储结构的支撑】

• 时间局限性【高频率的重复使用】：刚被访问的内容，立即又被访问——例：程序设计中的循环体
• 空间局限性【有关联性的数据都会放到一块】：刚被访问的内容，领近的空间很快被访问——例：程序设计中的顺序结构；数组

扩展概念

虚拟存储器

• 一般指：主存和辅存的组合
• 虚拟存储器会让内存和外存按照一定的标准来进行编址
• 访问内存不够的时候回去找外存——这个过程让内存看起来好像包含了外存做为一个整体【虚拟存储器名称的由来】

三级存储体系

• 一般指：主存和辅存和Cache的组合

层次化存储结构——分类

1、存储器位置

内存&外存

2、存取方式

• 按内容存取
  • 相联存储器（如Cache）
  • 例子：比如老师给1000个同学安排住宿，按内存存取就是来了一个张三，就根据比划数转为803，放到803这个房间
• 按地址存取
  • 随机存取存储器（如内存）
  • 顺序存取存储器（如磁带）【可以随机放置】
  • 直接存取存储器（如磁盘）
    • 磁盘涉及两个维度【上面两种的结合】
      • 移臂调度的过程【随机存取】
      • 旋转延时过程【顺序存取】

3、工作方式

1、随机存取存储器（读写存储器）RAM——断电丢失

• 内存DRAM【动态随机存取存储器】——动态的【成本低，定时做刷新工作】
• 内存SRAM【静态随机存取存储器】——静态的【成本高，不做定时刷新工作】
• Cache【高速缓存】
• EEPROM【电可擦可编程只读存储器】

2、只读存储器ROM——掉电保留

• BIOS

例题讲解

局部性原理的考察

• 选C
• 空间局限性：顺序的体现
• 时间局限性：循环的体现

虚拟存储器的考察

• 选A
• 访问内存不够的时候回去找外存——这个过程让内存看起来好像包含了外存做为一个整体【虚拟存储器名称的由来】
• 寄存器一般划分到cpu当中
• 三级存储体系：主存，辅存，Cache

分类的考察

• 选A