存储系统

存储系统

计算机对存储器的要求是容量大，速度快，成本低。为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构，即cache，主存和外存。cpu能直接发你给我内存（cache， 主存），但不能直接访问外存。存储器的技术指标有存储容量，存取时间，存储周期，存储器带宽。

广泛使用的SRAM和DRAM都是半导体随机读写存储器，前者速度比后者快，按集成度不如后者高。二者的有点是体积小，可靠性高，价格低廉，缺点是断电后不能保存信息。只读存储器和闪速存储器正好弥补了SRAM和DRAM的缺点，即使断电后也能保存原先使用的数据，特别是闪速存储器能提供高性能，低功耗，高可靠性以及瞬时启动能力，因而有可能使现有的存储器体系结构发生重大变化。

双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构。前者采用空间并行技术，后者采用时间并行技术。

相联存储器不是按地址而是按内容访问的存储器，在cache中用来存放地址表，在虚拟存储器中用来存放段表，页表和快表。在这两种应用中，都需要快速查找。

cache是一种告诉缓存存储器，是为了解决CPU和内存之间速度不匹配而采用的一项重要的硬件技术，并且发展为多节cache体系，指令cache和数据cache分设体系。要求cache的命中率接近于1.主存于cache的地址映射有全相连，直接，组相连三种方式。其中组相连方式是前两者的折中方案，适度的兼顾了两者的优点又尽量避免其缺点，从灵活性，命中率，硬件投资来说较为理想，因而得到普遍采用。

虚拟存储器指的是主存-外存层次，它给用户提供了一个比实际主存空间大得多的虚拟地址空间。因此虚拟存储器只是一个容量非常大的存储器分逻辑模型，不是任何实际的物理存储器，按照主存-外存层次的信息传送单位不同，虚拟存储器有页式，段式，段页式三类。

多个用户共享主存时，系统应提供存储保护。通常采用的方法存储区域保护和访问方式保护，并用硬件来实现。有些机器中提供特权指令来实现某种保护。