计算机系统结构 第五章存储系统
计算机系统结构 第五章 存储系统
5.1存储系统介绍 o存储系统 指计算机中由存放程序和数据的各种存储设备、 控制部件及管理信息调度的设备(硬件)和算法 (软件)所组成的系统。 计算机系统中,一般使用具有层次结构的存储系 统,主要可分为三个存储层面:高速缓冲存储器、 主存储器和辅助存储器。 高速缓冲存储器主要用于改善主存储器与中央处 理器(CPU)的速度匹配问题,而辅助存储器则主要 用于扩大计算机系统的存储空间
5.1 存储系统介绍 存储系统 指计算机中由存放程序和数据的各种存储设备、 控制部件及管理信息调度的设备（硬件）和算法 （软件）所组成的系统。 计算机系统中，一般使用具有层次结构的存储系 统，主要可分为三个存储层面：高速缓冲存储器、 主存储器和辅助存储器。 高速缓冲存储器主要用于改善主存储器与中央处 理器（CPU）的速度匹配问题，而辅助存储器则主要 用于扩大计算机系统的存储空间
51.1存储系统的层次结构 o层次存储系统是指把各种不同存储容量、存取速度、 访问方式和单位存储价格的存储器,按照一定的层 次结构组成多层存储器,并通过管理软件和辅助硬 件有机组合成统一的存储体系,使计算机系统中使 用到的各种程序和数据层次的分布到各个存储器中。 糖助硬件 主存 虢存 图5-1主辅存结构
5.1.1 存储系统的层次结构 层次存储系统是指把各种不同存储容量、存取速度、 访问方式和单位存储价格的存储器，按照一定的层 次结构组成多层存储器，并通过管理软件和辅助硬 件有机组合成统一的存储体系，使计算机系统中使 用到的各种程序和数据层次的分布到各个存储器中。 辅助软硬件 主存 辅存 图5-1 主/辅存结构
多级存储体系 o二级存储体系结构可以进一步扩展到多级存储层次 对CPU而言,存储系统是一个整体:越靠近CPU的存 储器存取速度越快,存储容量越小,也即下图中Ml 的存取速度最接近于CPU,而存储系统总体容量和单 位存储价格接近于离CPU“最远”的Mn 存储层次(体系) CPU
多级存储体系 二级存储体系结构可以进一步扩展到多级存储层次， 对CPU而言，存储系统是一个整体：越靠近CPU的存 储器存取速度越快，存储容量越小，也即下图中M1 的存取速度最接近于CPU，而存储系统总体容量和单 位存储价格接近于离CPU“最远”的Mn。 CPU M2 Mn 存储层次(体系) M1
多级存储体系(续1 LO Smaller faster register CPU registers hold words retrieved from and costlier L1 on-chip L1 per byte) cache(SRAM) storage L1 cache holds cache lines retrieved devices from the L2 cache cache( SRAM) L2 cache holds cache lines etrieved from memory L3 main memory (DRAM) Main memory holds disk slower blocks retrieved from local and cheaper (per byte) L4: local secondary storage storage (local disks devices Local disks hold files retrieved from disks on remote network servers remote secondary storage (distributed file systems, Web servers)
多级存储体系(续1)