存储系统

存储系统的:

1️⃣顶层是CPU的寄存器,其速度和CPU速度相当。

2️⃣第二层是高速缓冲存储器Cache,和CPU速度接近(分L1高速缓存和L2高速缓存)。

3️⃣第三层是主存储器,即内部存储器或RAM(Random Access Memory)。

4️⃣第四层是磁盘。

5️⃣最后一层是磁带、光盘。

其中,Cache和主存构Cache存储系统,主存和磁盘构成虚拟存储系统

越靠近上层,速度越快,容量越小,单位存储价格越高

将上述两种或两种以上的存储器经过硬件、软件等组合在一起进行管理,即构成存储系统

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高速缓存

高速缓存Cache用来存放当前最活跃的程序和数据,其速度一般比主存快5~10倍,由快速半导体存储器构成。

1️⃣ 高速缓存的地址映像

CPU工作时给出的是主存的地址,要从Cache存储器中读写信息,就需要将主存地址转换成Cache存储器的地址,这种地址的转换叫作地址映像。

具体分:直接映像、全相联映像、组相联映像。

2️⃣ 高速缓存的替换算法

其目标就是使Cache获得最高的命中率。

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。

3️⃣ 高速缓存的性能分析

命中率是Cache的一个重要指标,Cache的设计目标即为在成本允许的条件下达到较高的命中率。

⚡目前:

CPU的Cache通常为二级结构,即分为一级(L1 Cache) 、二级(L2 Cache),CPU访问时首先查找L1 Cache,如果不命中,则访问L2 Cache,直到所有的Cache都不命中,才访问主存

虚拟存储器

在概念上,可以将主存看作一个有若干字节构成的存储空间,每个字节有一个地址编码,主存单元的该地址称为物理地址。

现代系统提供了一种对主存的抽象,称为虚拟存储(Virtual Memory),使用虚拟地址(由CPU生成)的概念来访问主存,使用专门的MMU(Memory Management Unit)将虚拟地址转换为物理地址后访问主存。

相联存储器

是一种按内容访问的存储器

其工作原理就是把数据或数据的某一部分作为关键字,将该关键字与存储器中的每一单元进行比较,找出存储器中所有与关键字相同的数据。

磁盘阵列技术

是由多台磁盘存储器组成的一个快速、大容量、高可靠的外存储子系统。

常见的是廉价冗余磁盘阵列(Redundant Array of Independent Disk, RAID),常见的RAID如下:

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存储域网络

在大型服务器系统的背后都应一个网络,把一个或多个服务器与多个存储设备连接起来,每个存储设备都可以是RAID、磁带备份系统、磁带库和CD-ROM,这样就构成了存储域网络(SAN,Storage Area Network)。

SAN的优点是可以将多个分布式的RAID组成一个逻辑存储设备,供多个服务器共享访问。

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http://www.chinastor.com/baike/storage/0205200422016.html