简述存储系统采用层次结构的目的和方法，Cache、主存和外存各担负什么作用？他们之间有何关系？某半导体存储器容量为8M×16，选用1M×4位的SRAM芯片构成，计算所需芯片数，写出每组芯片的地址范围，设计画出存储器逻辑图

简单介绍存储系统采用层次结构的目的和方法：存储器层次结构的设计的目标是要提供大容量、高速度、低成本和易于扩充的存储系统。通过将存储器划分为多层，每一层的存储器容量越来越大，访问速度越来越慢，而价格也越来越便宜，这样就可以在不影响性能的情况下，降低整个存储系统的成本。

Cache、主存和外存各担负什么作用？他们之间有何关系？

- Cache：位于CPU内部，容量较小，速度较快，用于缓存主存中的数据和指令，加快CPU的访问速度。
- 主存：位于CPU和外存之间，容量较大，速度较慢，存储程序和数据。
- 外存：位于计算机外部，容量大，速度慢，用于长期保存程序和数据。

Cache、主存和外存之间通过数据传输进行交互，CPU首先访问Cache中的数据，如果Cache中没有需要的数据，则会从主存中读取数据，如果主存中也没有需要的数据，则会从外存中读取数据。

某半导体存储器容量为8M×16，选用1M×4位的SRAM芯片构成，计算所需芯片数，写出每组芯片的地址范围，设计画出存储器逻辑图：

- 所需芯片数 = 存储器容量 / 芯片容量 = 8M × 16 / 1M × 4 = 32个芯片
- 每组芯片需要4个芯片，共分为8组。
- 每组芯片地址范围：0~1M-1、1M~2M-1、2M~3M-1、3M~4M-1、4M~5M-1、5M~6M-1、6M~7M-1、7M~8M-1。
- 存储器逻辑图如下：

     +--------+      +--------+
     |  Chip0 |      |  Chip1 |
     +--------+      +--------+
     |        |      |        |
     |        |      |        |
     |        |      |        |
     +--------+      +--------+
         :              :
         :              :
     +--------+      +--------+
     | Chip30 |      | Chip31 |
     +--------+      +--------+
     |        |      |        |
     |        |      |        |
     |        |      |        |
     +--------+      +--------+