存储系统结构

存储器的分类

根据存储器在主机中的放置位置，可以分为：

• 内储存器：存放当前执行的程序和数据，容量小，速度快。
• 外储存器：存放当前不参与运行的程序和数据，在需要时与内存以批量处理的方式交换信息，容量大，速度慢。

根据工作方式分为：

• 随机存储器（Random Access Memory，RAM ）：以任意次序读写任意储存单元所用的时间都相同，并且在一个存或取周期内只能进行一次访问。常用作主存或者高速缓冲储存器。
• 只读储存器（Read Only Memory ，ROM）
• 顺序储存器（Sequential Access Memory，SAM）：只能按照预先的顺序读写储存单元，如磁带，容量大，速度慢，价格低。
• 直接存取存储器（Direct Access Memory，DAM）：先利用随机存取的方式找到A附近的范围，后以顺序存取的方式在地址A附近找到地址A。如磁盘存储器，容量大，存取速度介于RAM与SAM之间，多用做辅助存储器。
  

这种3级结构的存储系统，围绕速度适中容量适中的主储存器来组织和运行的，并又告诉缓冲储存器缓解主储存器读写慢，不能满足CPU运行速度的矛盾。

高速缓冲储存器（Cache）

Cache是一种存储空间小但速度很高的一种储存器，放置有CPU和主储存器之间。
程序访问局部性：简单解释为程序对局部范围的存储器地址的频繁访问，而对范围之外的地址访问较少的现象。
因为存在程序的局部性，所用在主储存器和中央处理机之间设置容量小速度快的Cache。把正在执行的指令地址附近的一些指令和数据从主存储器调入Cache，以便CPU在一段时间内使用，可以理解如图：

Cache的工作速度是主存的几倍，全部功能由硬件实现。