计算机内存层级内存层级|计算机组成原理

本文概述

辅助记忆
主存
I / O处理器
高速缓存存储器

存储单元是任何数字计算机中必不可少的组件, 因为它是存储程序和数据所必需的。
【计算机内存层级】通常, 存储单元可以分为两类：

与CPU建立直接通信的存储单元称为主存储器。主存储器通常称为RAM（随机存取存储器）。
提供备份存储的内存单元称为辅助内存。例如, 磁盘和磁带是最常用的辅助存储器。

除了存储单元的基本分类外, 存储层次结构还包含计算机系统中可用的所有存储设备, 从速度较慢但容量较高的辅助存储器到相对较快的主存储器。
下图说明了典型内存层次结构中的组件。

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辅助记忆辅助内存被称为计算机系统中成本最低, 容量最大, 访问速度最慢的存储。辅助存储器为程序和数据提供了存储空间, 这些程序和数据可长期保存或不立即使用。辅助存储器最常见的示例是磁带和磁盘。
磁盘是使用磁化过程写入, 重写和访问数据的数字计算机存储器。例如, 硬盘驱动器, zip磁盘和软盘。
磁带是一种存储介质, 可用于对各种数据进行数据存档, 收集和备份。
主存计算机系统中的主存储器通常称为随机存取存储器（RAM）。该存储单元通过I / O处理器直接与CPU和辅助存储设备通信。
主存储器中当前不需要的程序被传送到辅助存储器中, 以为当前使用的程序和数据提供空间。
I / O处理器 I / O处理器的主要功能是管理辅助存储器和主存储器之间的数据传输。
高速缓存存储器 CPU经常使用的主存储器的数据或内容存储在高速缓存中, 以便处理器可以在较短的时间内轻松访问该数据。每当CPU需要访问内存时, 它都会首先将所需的数据检入高速缓存中。如果在高速缓存中找到数据, 则从快速存储器中读取数据。否则, CPU移至主存储器中以获取所需数据。
我们将在本章后面详细讨论内存层次结构的每个组件。