简述计算机存储系统的三级存储体系概念??

发布网友 发布时间：2022-03-31 21:36

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懂视网 时间：2022-04-01 01:57

目前常用的外存有连续组织方式、链接组织方式、索引组织方式这三种组织方式。

　　

　　外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。PC机常见的外存储器有软盘存储器、硬盘存储器、光盘存储器等。磁盘有软磁盘和硬磁盘两种。光盘有只读型光盘CD-ROM、一次写入型光盘WORM和可重写型光盘MO三种。

　　

　　存储器的种类很多，按其用途可分为主存储器和辅助存储器，主存储器又称内存储器（简称内存），辅助存储器又称外存储器（简称外存）。内存储器最突出的特点是存取速度快，但是容量小、价格贵；外存储器的特点是容量大、价格低，但是存取速度慢。内存储器用于存放那些立即要用的程序和数据；外存储器用于存放暂时不用的程序和数据。内存储器和外存储器之间常常频繁地交换信息。外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU相比就显得慢的多。

热心网友 时间：2022-03-31 23:05

计算机存储器包括主存(main memory)，辅存(mass storage)和寄存器(register)。主存就是平时所说的内存，计算机运行时操作系统和其它进程的代码存储在其中。辅存主要指硬盘，也包括其它辅助存储设备，如软盘，U盘，光盘等，可以存放大量数据。寄存器位于CPU内，在指令执行时起临时存放作用。

寄存器和主存、主存和辅存之间存在不停的数据传输和交流，其速度和容量就影响了计算机的性能。如果寄存器和主存之间每条指令和每个数据都进行一次传输，那么计算机的运行速度就受到*。因此出现了高速缓冲存储器(cache memory)，用于成批处理寄存器内的数据，以同主存进行交流。而且频繁使用的数据，CPU可以直接从高速缓存中读取，减少CPU的等待时间，提高系统效率。内存的容量有限，有时不能一次载入硬盘中所需的数据，这里会出现虚拟存储(virtual memory)的概念。虚拟存储是指当要接收的数据超过内存容量时，系统会在硬盘内分配足够的空间存储这些数据，再把这些数据分成很多页(page)，再根据需要实时地把一定的页载入内存，这样用户感觉内存的容量就比真实的容量偏大。

另外，缓冲区(buffer)是用于存储速度不同步的设备或优先级不同的设备之间传输数据的区域，使进程之间的相互等待变少，从而使从速度慢的设备读入数据时，速度快的设备的操作进程不发生间断。

这里再顺便说下脱机(spooling)的概念。脱机是指当多个进程要求同时使用非共享资源如打印机时，系统会根据需求把所有的数据同时读取到硬盘，再在打印机上逐个打印，这样给用户的感觉就是一台打印机同时打印多个进程包含的文件。

以下引用主要区别高速缓存(cache)和缓冲区(buffer)：

Cache：高速缓存，是位于CPU与主内存间的一种容量较小但速度很高的存储器。由于CPU的速度远高于主内存，CPU直接从内存中存取数据要等待一定时间周期， Cache中保存着CPU刚用过或循环使用的一部分数据，当CPU再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用,这样就减少了CPU的等待时间,提高了系统的效率。Cache又分为一级Cache(L1 Cache)和二级Cache(L2 Cache)，L1 Cache集成在CPU内部，L2 Cache早期一般是焊在主板上,现在也都集成在CPU内部，常见的容量有256KB或512KB L2 Cache。

Buffer：缓冲区，一个用于存储速度不同步的设备或优先级不同的设备之间传输数据的区域。通过缓冲区，可以使进程之间的相互等待变少，从而使从速度慢的设备读入数据时，速度快的设备的操作进程不发生间断。

Buffer和cache都是占用内存：

Buffer: 作为buffer cache的内存，是块设备的读写缓冲区

Cache: 作为page cache的内存, 文件系统的cache
　　如果cache的值很大，说明cache住的文件数很多。如果频繁访问到的文件都能被cache住，那么磁盘的读IO bi会非常小。

热心网友 时间：2022-04-01 00:23

最快的是CPU里的寄存器 其次是一级缓存和二级缓存 然后是内存储器(分为只读和随机,静态和动态) 最后是外存储器(硬盘光驱)等

外存储器件简介

文件在存储介质（如磁盘和磁带）上的实在组织方式称为文件的存储结构或物理结构，常见的有四种：顺序组织、索引组织、散列组织、和链组织。为了讨论文件的组织方式，先简单介绍磁带存储器和磁盘存储器的有关知识。

磁带存储器把信息存储在磁带上，磁带机可以控制磁带前进，后退，磁带机上读写磁头可以读写磁带上的信息。磁带的运行情况类似以录音机上录音带的运行。见图7－5。

磁带有不同的规格。目前使用的磁带一般有1/2英寸宽，最长可达3600英尺。1/2英寸的带在横向上可记录9位或7位二进制信息（分别称为9道带或7道带）。图7－6是一段9道磁带，横向每排9位二进制信息，其中8位组织成一个字节。另一位为奇偶校验位。

磁带上的信息是以块为单位存放的。一个信息块由若干个字节构成，如512字节或1024字节，要读写某一块上信息，首先要定位，即通过磁带的移动使磁头对准磁块的前端，磁带不是连续运转的设备，而是一种启停设备。为适应启动时的加速和停止时的滑动，磁带上块与块之间隙。间隙通常为1/4--3/4英尺长。间隙是一段空白区，不存放数据信息。

一个信息块就是磁带存储器的一个物理记录。通常一个信息块可存放多个逻辑记录。

磁带存储器具有存储量大的优点。一卷磁带可存10－20兆字节信息，而且存满后可卸下换上空带。

磁带存储器是一种顺序存储设备，它的主要缺点是读写速度慢。磁带存取速度取决于磁带的存储密度和走带速度，实际上磁带花在定位上的时间往往比较长，如果磁头离所找的块很远时，往往花十几分钟才能定位。因此磁带存储器适合于顺序存取，即读写一块之后，下一次读写它后边的相邻，这样可以减少定位时间。

磁盘存储器是目前使用得最广泛的外存设备。微机上使用上的磁盘分为两种：硬盘和软盘。硬盘容量通常从几十兆字节到几百兆字节，甚至几千兆字节。软盘容量常为所欲为360KB、720KB、1、2MB、1、44MB。磁盘有点像唱片，担磁盘的磁道不是螺旋线，而是同心圆。若干个盘 可以通过一个主轴串在一起，构成一个盘组。各个盘面半径相同的磁盘在一起称作一个柱面，盘组有多少个盘面，则说每个柱面有多少个磁道，一个磁道可分为若干段，每段是一个物理记录，一个盘组上从大到小的存储单位为：柱面，磁道，物理记录

读写磁头有二种类型，一种是固定头，即每个盘的每个磁道都对应着一个专用的磁头，目前使用的是活动头，即每个盘面只对应一个磁头，安放在活动壁上，通过活动臂进退而找到指定柱面上的磁道。所有磁头在每一时刻总是对准一个柱面上的各个磁盘。

读写盘子上的信息，首先要经过定位动作：（1）选定柱面：通过磁臂移动使磁头对准指定的柱面。这是机械动作，平均要几毫秒至十几毫秒。（2）选定磁道：即选择对应着所需盘面的磁头，这由电子线路实现，速度快。（3）找物理记录：磁头定位道要读写的区 ，这是机械动作，速度较慢，需要几毫秒至十几毫秒。真正用到读写信息的时间比定位时间少得多。

与磁带存储器相比，磁盘存储器的优点是存取速度快，既适应于顺序存取，又适用于随机存取。

主机对外存储器的数据不能直接地进行存取。要读外存上的数据，首先要通道把数据读到内存缓冲区，然后从外存区读取数据。写数据时，将数据送到缓冲区，再通过通道将缓冲区内容写到外存储器。一次从内存读数据或往外存写数据的过程称作一次访外。一次访外可传送若干个字节，访外时间包括定位和传送时间，节省存取时间的一个有效办法是，使每次访外，在内存和外内之间传送一批较大的数据，从而减少访外次数。

分页块的存储方法是一种有利于减少访问外存次数又便于管理方法，一个块页是磁带或磁盘上的一个物理记录，它包括多个逻辑记录，内存中设置的缓冲区应该和页块的大小相等。每次访外，是把一个页块读入一个缓冲区或者把一个缓冲区写到一个页块。

若一次访外所传送的页块上有多少在近期进行处理的逻辑记录，则分页块的存储方式可以使访问次数大大减少。

这时我们可以用访外次数作为衡量检索效率的一个重要参数。检索一次，访外次数越少，效率越高，相反，则效率就越低。另一个衡量检索效率的参数是磁头定位，检索某一记录，磁头定位时间越少，效率越高，否则，效率就越低。
沉
文件在外存储器上组织结构主要有三种：顺序文件、散列文件、索引文件。这三种组织方式分别适于不同的外存储器，它们的检索效率是不同的，下面分别讨论这几种文件在外存储上是如何组织的，有关的运算是如何实现的

热心网友 时间：2022-04-01 01:58

OSI将整个通信功能划分为七个层次，划分层次的主要原则是： ●网中各结点都具有相同的层次； ●不同结点的同等层具有相同的功能； ●同一结点内相邻层之间通过接口通信； ●每一层可以使用下层提供的服务，并向其上层提供服务， ●不同结点的同等层通过协议来实现对等层之间的通信。 物理层：物理层(Physical layer)是参考模型的最低层。该层是网络通信的数据传输介质，由连接不同结点的电缆与设备共同构成。主要功能是：利用传输介质为数据链路层提供物理连接，负责处理数据传输并监控数据出错率，以便数据流的透明传输。 �8�5 数据链路层：数据链路层(Data link layer)是参考模型的第2层。 主要功能是：在物理层提供的服务基础上，在通信的实体间建立数据链路连接，传输以“帧”为单位的数据包，并采用差错控制与流量控制方法，使有差错的物理线路变成无差错的数据链路。 �8�5 网络层：网络层(Network layer)是参考模型的第3层。主要功能是：为数据在结点之间传输创建逻辑链路，通过路由选择算法为分组通过通信子网选择最适当的路径，以及实现拥塞控制、网络互联等功能。 �8�5 传输层：传输层(Transport layer)是参考模型的第4层。主要功能是向用户提供可靠的端到端(End-to-End)服务，处理数据包错误、数据包次序，以及其他一些关键传输问题。传输层向高层屏蔽了下层数据通信的细节，因此，它是计算机通信体系结构中关键的一层。 �8�5 会话层：会话层(Session layer)是参考模型的第5层。主要功能是：负责维扩两个结点之间的传输链接，以便确保点到点传输不中断，以及管理数据交换等功能。 �8�5 表示层：表示层(Presentation layer)是参考模型的第6层。主要功能是：用于处理在两个通信系统中交换信息的表示方式，主要包括数据格式变换、数据加密与解密、数据压缩与恢复等功能。 �8�5 应用层：应用层(Application layer)是参考模型的最高层。主要功能是：为应用软件提供了很多服务，例如文件服务器、数据库服务、电子邮件与其他网络软件服务。

热心网友 时间：2022-04-01 03:49

寄存器，内存，外存是*存储体系的组成。
其中1、2级之间架设cache高级缓存（有的缓存不止一级）解决了cpu和内存直接的传输瓶颈。