什么是多级存储管理，什么是多级存储结构为什么要采用这种存储结构

来源：整理时间：2022-10-25 20:34:25 编辑：安防经验手机版

本文目录一览

1，什么是多级存储结构为什么要采用这种存储结构
2，多级存储体系的介绍
3，计算机系统采用多级存储体系包括哪三方面
4，什么是分级的存储体系结构它主要解决了什么问题
5，计算机的多级储存系统系统的组成及优点

1，什么是多级存储结构为什么要采用这种存储结构

多级存储是一种拓扑结构，为了缓解主存储器读写速度慢，不能满足CPU运行速度需要的矛盾，另一方面又要解决主存储器容量小，存不下更多的程序和数据的难题，当前计算机系统中，广泛采用了多级结构的存储器系统。它的应用是建立在程序运行的局部性原理之上的。

什么是多级存储结构为什么要采用这种存储结构

2，多级存储体系的介绍

在一个计算机系统中，对存储器的容量、速度和价格这三个基本性能指标都有一定的要求。存储容量应确保各种应用的需要；存储器速度应尽量与CPU的速度相匹配并支持I/O操作；存储器的价格应比较合理。然而，这三者经常是互相矛盾的。例如存储器的速度越快，则每位的价格就越高；存储器的容量越大，则存储器的速度就越慢。按照目前的技术水平，仅仅采用一种技术组成单一的存储器是不可能同时满足这些要求的。只有采用由多级存储器组成的存储体系，把几种存储技术结合起来，才能较好地解决存储器大容量、高速度和低成本这三者之间的矛盾。

多级存储体系的介绍

3，计算机系统采用多级存储体系包括哪三方面

常见的三级存储体系(从CPU往外)是：Cache、主存、外存。主存储器用来存放需CPU运行的程序和数据。用半导体RAM构成，常包含少部分ROM。可由CPU直接编程访问，采取随机存取方式，即：可按某个随机地址直接访问任一单元(不需顺序寻找)，存取时间与地址无关。存储容量较大，常用字节数表示，有时也用单元数×位数表示。速度较快，以存取周期表示。 Cache位于CPU与主存之间(有些Cache集在CPU芯片之中)，用来存放当前运行的程序和数据，它的内容是主存某些局部区域(页)的复制品。它用快速的半导体RAM构成，采取随机存取方式。存储容量较小而速度最快。外存储器用来存放暂不运行但需联机存放的程序和数据。用磁盘、光盘、磁带等构成，磁盘用于需频繁访问场合，光盘目前多用于提供系统软件，而磁带多用于较大系统的备份。CPU不能直接编址访问外存，而是将它当作外围设备调用。磁带采取顺序存取方式。磁盘与光盘采取直接存取(半顺序)方式，先直接定位到某个局部区域，再在其中顺序存取。外存容量可以很大，以字节数表示。由于外存的存取时间与数据所在位置有关，所以不能用统一的存取周期指标来表示。例如磁盘的速度指标可按其工作过程分成三个阶段描述：①平均寻道时间②平均旋转延迟(等待)时间③数据传输率

计算机系统采用多级存储体系包括哪三方面

4，什么是分级的存储体系结构它主要解决了什么问题

分级存储是将数据采取不同的存储方式分别存储在不同性能的存储设备上，减少非重要性数据在一级本地磁盘所占用的空间，还可加快整个系统的存储性能。分级存储是根据数据的重要性、访问频率、保留时间、容量、性能等指标，将数据采取不同的存储方式分别存储在不同性能的存储设备上，通过分级存储管理实现数据客体在存储设备之间的自动迁移。数据分级存储的工作原理是基于数据访问的局部性。通过将不经常访问的数据自动移到存储层次中较低的层次，释放出较高成本的存储空间给更频繁访问的数据，可以获得更好的性价比。这样，一方面可大大减少非重要性数据在一级本地磁盘所占用的空间，还可加快整个系统的存储性能。扩展资料在分级数据存储结构中，存储设备一般有磁带库、磁盘或磁盘阵列等，而磁盘又可以根据其性能分为FC磁盘、SCSI磁盘、SATA磁盘等多种，而闪存存储介质(非易失随机访问存储器(NVRAM))也因为较高的性能可以作为分级数据存储结构中较高的一级。一般，磁盘或磁盘阵列等成本高、速度快的设备，用来存储经常访问的重要信息，而磁带库等成本较低的存储资源用来存放访问频率较低的信息。信息生命周期管理(Information Lifecycle Management,ILM)是StorageTek公司针对不断变化的存储环境推出的先进存储管理理念，ILM试图实现根据数据在整个生命周期过程中不断变化的数据访问需求而进行数据的动态分布。分级存储和ILM在存储体系结构上基本相同，目标也都是使不同级别的数据在给定时间和不同级别的存储资源能够更好的匹配。二者本质差别是数据分级的标准不同：前者标准为数据近期被访问的概率;后者标准为数据近期对企业的价值。

5，计算机的多级储存系统系统的组成及优点

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限制。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。