软考复习笔记之计算机系统基础知识 三、存储系统

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系列目录
软考复习笔记之计算机系统基础知识 一、计算机系统基础知识
软考复习笔记之计算机系统基础知识 二、计算机体系结构
软考复习笔记之计算机系统基础知识 四、输入/输出技术与总线结构
软考复习笔记之计算机系统基础知识 五、安全性、可靠性与系统性能评测
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第一章 计算机系统知识

1.2 计算机体系结构

1.22 存储系统

1 存储系统的结构层次

2 存储器的分类

• 按存储器的所处位置分:内存、外存。

• 按存储器的构成材料分:磁存储器、半导体存储器、光存储器，

• 按存储器的工作方式分:读/写存储器、只读存储器。

• 按访问方式分:按地址访问的存储器、按内容访问的存储器。

• 按寻址方式分:随机存储器、顺序存储器、直接存储器。

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3 相联存储器

是一种按内容访问的存储器。

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4 高速缓存

• 高速缓存的组成部分:控制部分和存储器部分。
• 高速缓存中的地址映像方法:直接映像、全相联映像、组相联映像。
• 替换算法:常用的算法有随机替换算法、先进先出算法、近期最少使用算法、优化替换算法。
• 高速缓存的性能分析:命中率是Cache的一个重要指标，但不是最主要的指标。
• Cache命中率与Cache容量的关系是:容量越大，命中率越高。
• 多级Cache :在多级Cache计算机中分为一级( L1Cache )、二级( L2Cache )等。

Cache命中率计算

在一个程序执行期间，设Nc表示cache完成存取的次数，Nm表示主存完成存取的次数，h表示cache的命中率，则：

h=Nc/(Nc+Nm)

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5 虚拟存储器

虚拟存储(Virtual Memory)技术是把很大的程序(数据)分成许多较小的块，全部存储在中，运行时把要用到的程序(数据)块先调入主存，并且把马上就要用到的程序块从主存调速缓存。这样就可以一边运行程序，边进行所需程序 (数据〉块的调进或调出。
页式虚拟存储器

• 虛拟存储器管理方式

• 段式虚拟存储器

• 投页式点拟存储器

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6.外存储器

常用的三种外存储器
磁盘存储器：感盘存取速度较快 具有较大的存储容星，是目前广泛使用的外存储器，便盘就是最常见的外存储器。
光盘存储情：是一种采用聚体散光来在盘式介质上非接触的记录高主度信息的新型存储装置。
固态硬盘：固体硬盘存储介质分为两种，一种是采用闪存，一种是DRAM。

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7 磁盘阵列技术

磁盘阵列是由多台磁盘存储器组成的一个快速、大容量、高可靠的外存子系统。现在常见的磁盘阵列称为廉价冗余磁盘阵列( Redundant Array of Independent Disk, RAID) 。目前，常见的RAID如表所示。

RAID级别	说明
RAID-0	RAID-0是一种不具备容错能力的磁盘阵列。由N个磁盘存储器组成的0级阵列，其平均故障间隔时间(MTBF)是单个磁盘存储器的N分之，但数据传输率是单个磁盘存储 器的N倍
RAID-1	RAID-1是采用镜像容错改善可靠性的一种磁盘阵列
RAID-2	RAID-2是采用海明码进行错误检测的一种磁盘阵列
RAID-3	RAID-3减少了用于检验的磁盘存储器的个数，从而提高了磁盘阵列的有效容量。一般只有一个检验盘
RAID-4	RAID-4是一种可独立地对组内各磁盘进行读/写的磁盘阵列，该阵列也只用一个检验盘
RAID-5	RAID-5是对RAID-4的一种改进，它不设置专门的检验盘。同一个磁盘上既记录数据，也记录检验信息，这就解决了前面多个磁盘机争用一个检验盘的问题
RAID-6	RAID-6磁盘阵列采用两级数据冗余和新的数据编码以解决数据恢复问题，使在两个磁盘出现故障时仍然能够正常工作。在进行写操作时，RAID-6分别进行两个独立的校验运算，形成两个独立的冗余数据，写入两个不同的磁盘

除此之外，上述各种类型的RAID还可以组合起来，构成复合型的RAID,此处不再赞述