第三章 存储系统

  现代计算机系统以存储器为中心,这与冯.诺依曼计算机以运算器为中心不同。在程序执行过程中,中央控制器所需要的指令从存储器中读取,运算器执行指令所需要的操作数也要从存储器中读取,运算结果要写到存储器中,各种输入输出设备也要直接与存储器交换数据。因此,在计算机执行程序的整个过程中,存储器是各种信息存储和交换的中心。
  本章首先从系统结构的角度介绍存储系统的原理,然后介绍两个典型的存储系统:虚拟存储系统和Cache存储系统,最后,简单介绍最近才出现的没有主存储器的全Cache存储系统。
  本章的重点是:
  1、存储系统的定义及主要性能分析方法;
  2、虚拟存储系统的工作原理、加快地址变换的方法及页面替换算法;
  3、Cache存储系统的地址映象及变换方法。

3.1 存储系统原理

  存储系统与存储器是两个完全不同的概念。如果在一台计算机中只有存储器,甚至有多种存储器,但没有存储系统,那么,这台计算机的性能将会是很差的,这些存储器的性能也不可能得到充分发挥。
  一个存储器的性能通常用速度、容量、价格三个主要指标来表示。速度用存储器的访问周期(又称存储周期、存取周期、读写周期等)、读出时间、频带宽度等表示,容量用字节B、千字节KB、兆字节MB和千兆字节GB等单位表示,价格用单位容量的价值表示,例如,用每个二进制位多少美分($C/bit)表示等。
  本节主要介绍什么是存储系统,存储系统的性能指标(指容量、价格和速度),以及如何构成存储系统等。