计算机存储体系（计算机存储体系包括哪些设备）

简介

计算机存储体系是计算机系统中用于存储和管理数据的层次结构。它由一系列存储设备组成，从高速缓存到硬盘驱动器等。存储体系结构的目标是提供快速、可靠且经济高效的数据访问。

存储层次结构

计算机存储体系结构通常被组织成一个层次结构，其中每个级别都有其独特的特性：

寄存器

：位于处理器内部，用于存储当前正在处理的数据和指令。

高速缓存

：位于处理器外部，用于临时存储最近访问过的数据和指令，比内存访问速度更快。

主存（内存）

：由动态随机存取存储器 (DRAM) 组成，用于存储正在执行的程序和数据。

辅存（存储设备）

：包括硬盘驱动器 (HDD)、固态驱动器 (SSD) 和光学媒体等设备，用于长期存储数据。

存储介质

计算机存储体系结构中使用的存储介质主要有两种：

挥发性存储器

：存储的数据在断电时会丢失，例如 DRAM。

非挥发性存储器

：存储的数据即使在断电时也不会丢失，例如 HDD 和 SSD。

存储管理技术

为了有效管理存储体系结构，使用了各种技术：

虚拟存储

：允许操作系统创建比实际物理内存更大的虚拟内存空间。

页面置换

：从内存中移除最近最少使用的页面以腾出空间。

预取

：根据过去访问模式提前将数据加载到高速缓存或内存中。

存储性能指标

衡量存储体系结构性能的关键指标包括：

访问时间

：检索或存储数据所需的时间。

带宽

：每秒可传输数据的最大速率。

容量

：可存储的数据量。

可靠性

：数据损坏或丢失的可能性。

趋势和发展

计算机存储体系结构的趋势和发展包括：

固态存储的兴起

：SSD 正在取代传统 HDD，提供了更快的速度和更低的功耗。

非易失性内存 (NVM)

：NVM 结合了 DRAM 的速度和 SSD 的非易失性，为混合存储解决方案提供了潜力。

软件定义存储 (SDS)

：通过软件层抽象底层存储硬件，提供更大的灵活性。