计算机体系结构第五版：硬件与软件交互的权威指南

目录
摘要
关键字
1. 计算机体系结构概述

1.1 体系结构的演变与重要性
1.2 关键概念与组件
1.3 体系结构设计的目标

2. 数据表示与处理基础

2.1 计算机中的数据表示

2.1.1 数值数据的编码

定点数
浮点数

2.1.2 文本和多媒体数据的编码

2.2 硬件层面的数据处理

2.2.1 进位加法器和ALU（算术逻辑单元）
2.2.2 数据路径和控制单元
2.2.3 微架构优化

2.3 数据存储技术

2.3.1 内存层次结构
2.3.2 存储设备的技术原理

解锁专栏，查看完整目录
摘要
本文对现代计算机体系结构进行了全面概述，详细探讨了数据在计算机中的表示方法、处理基础以及存储技术。文章深入分析了中央处理单元（CPU）的设计原理，包括其基本组成、微架构和流水线技术，并提出了性能评估与优化的方法。此外，还介绍了输入输出系统和存储接口的关键技术及其性能考量。最后，本文展望了现代计算机体系结构的前沿技术，包括多核与众核处理技术、云计算与数据中心架构以及体系结构的安全性与可靠性问题。本文旨在为计算机体系结构的研究人员和工程师提供一个系统的理论和实践指南，帮助他们更好地理解并优化现代计算机系统的设计和性能。
关键字
计算机体系结构；数据表示；CPU设计；输入输出系统；存储技术；多核技术；云计算；安全性与可靠性；性能优化
参考资源链接：《计算机体系结构》英文第五版：John L. Hennessy与David A. Patterson著
1. 计算机体系结构概述
1.1 体系结构的演变与重要性
计算机体系结构是计算机硬件与软件系统设计的基础。它的研究涉及了处理器、内存、存储设备和输入输出系统等组件如何协同工作以完成计算任务。随着科技的进步，体系结构从早期的冯·诺依曼模型逐渐发展到现在的多核和分布式处理架构，其重要性体现在对计算性能、能效比、系统可靠性及成本的综合优化上。
1.2 关键概念与组件
为了深入理解计算机体系结构，我们需要掌握一些关键概念和组件。包括但不限于：中央处理单元（CPU）、内存（RAM和ROM）、存储设备（如硬盘和固态硬盘），以及输入输出设备（如键盘、鼠标、显示器等）。每种组件都有其特定的功能，它们通过数据总线、地址总线和控制总线等进行连接和通信。
1.3 体系结构设计的目标
计算机体系结构设计的目标是实现高性能、高可靠性和高安全性的同时保持成本效益。高性能意味着快速执行程序并处理大量数据；高可靠性体现在系统稳定性与错误纠正能力上；而高安全性则保证了数据不被非法访问或破坏。设计者需在这些目标之间做出权衡，以实现最佳的系统设计。
2. 数据表示与处理基础
数据表示和处理是计算机科学的核心内容之一，它涉及计算机如何编码、存储、以及运算各种类型的数据。本章将详细介绍数值数据、文本、多媒体数据的编码方式，硬件层面的数据处理机制，以及数据存储技术的基本原理和应用。
2.1 计算机中的数据表示
计算机使用二进制系统来表示和处理数据。通过二进制编码，复杂的文本、图像、音频和视频信息被转换成0和1的序列，从而被计算机硬件所理解和操作。
2.1.1 数值数据的编码
数值数据在计算机中以固定位宽的格式编码，常见的有定点数和浮点数。
定点数
定点数是一种简单的编码方式，其中小数点的位置是固定的。它可以进一步分为定点整数和定点小数。定点整数易于实现，但表示范围有限，定点小数则可以精确表示小数，但增加了实现的复杂度。
#mermaid-1741050074669 {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-1741050074669 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-1741050074669 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-1741050074669 .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-1741050074669 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-1741050074669 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-1741050074669 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-1741050074669 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-1741050074669 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-1741050074669 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-1741050074669 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-1741050074669 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-1741050074669 .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-1741050074669 .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-1741050074669 .label text,#mermaid-1741050074669 span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-1741050074669 .node rect,#mermaid-1741050074669 .node circle,#mermaid-1741050074669 .node ellipse,#mermaid-1741050074669 .node polygon,#mermaid-1741050074669 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074669 .node .label{text-align:center;}#mermaid-1741050074669 .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-1741050074669 .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-1741050074669 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-1741050074669 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-1741050074669 .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-1741050074669 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-1741050074669 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074669 .cluster text{fill:#333;}#mermaid-1741050074669 .cluster span{color:#333;}#mermaid-1741050074669 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-1741050074669 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;}数值数据定点数定点整数定点小数
浮点数
浮点数用于表示更大范围的数值，它由三部分组成：符号位、指数位和尾数位。IEEE 754标准是当前广泛使用的一个浮点数表示标准，它定义了浮点数的存储格式、运算规则等。
#mermaid-1741050074723 {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-1741050074723 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-1741050074723 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-1741050074723 .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-1741050074723 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-1741050074723 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-1741050074723 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-1741050074723 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-1741050074723 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-1741050074723 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-1741050074723 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-1741050074723 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-1741050074723 .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-1741050074723 .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-1741050074723 .label text,#mermaid-1741050074723 span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-1741050074723 .node rect,#mermaid-1741050074723 .node circle,#mermaid-1741050074723 .node ellipse,#mermaid-1741050074723 .node polygon,#mermaid-1741050074723 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074723 .node .label{text-align:center;}#mermaid-1741050074723 .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-1741050074723 .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-1741050074723 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-1741050074723 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-1741050074723 .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-1741050074723 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-1741050074723 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074723 .cluster text{fill:#333;}#mermaid-1741050074723 .cluster span{color:#333;}#mermaid-1741050074723 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-1741050074723 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;}数值数据浮点数IEEE 754标准单精度浮点数双精度浮点数
2.1.2 文本和多媒体数据的编码
文本数据的编码主要使用字符编码标准，如ASCII和Unicode。多媒体数据包括图像、音频和视频，它们分别使用不同的编码标准，比如图像的JPEG和PNG格式，音频的MP3和WAV格式，视频的H.264和VP9等。
#mermaid-1741050074753 {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-1741050074753 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-1741050074753 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-1741050074753 .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-1741050074753 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-1741050074753 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-1741050074753 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-1741050074753 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-1741050074753 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-1741050074753 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-1741050074753 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-1741050074753 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-1741050074753 .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-1741050074753 .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-1741050074753 .label text,#mermaid-1741050074753 span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-1741050074753 .node rect,#mermaid-1741050074753 .node circle,#mermaid-1741050074753 .node ellipse,#mermaid-1741050074753 .node polygon,#mermaid-1741050074753 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074753 .node .label{text-align:center;}#mermaid-1741050074753 .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-1741050074753 .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-1741050074753 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-1741050074753 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-1741050074753 .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-1741050074753 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-1741050074753 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074753 .cluster text{fill:#333;}#mermaid-1741050074753 .cluster span{color:#333;}#mermaid-1741050074753 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-1741050074753 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;}文本和多媒体数据文本编码多媒体编码ASCIIUnicode图像编码音频编码视频编码JPEGPNGMP3WAVH.264VP9
2.2 硬件层面的数据处理
在硬件层面，数据处理包括算术运算和逻辑运算，以及更复杂的数据传输和操作。
2.2.1 进位加法器和ALU（算术逻辑单元）
进位加法器是构建算术逻辑单元的基础。它负责执行基本的算术运算，如加法和减法。ALU则是一个更复杂的单元，能够执行各种算术和逻辑运算，是CPU中处理数据的关键部分。
#mermaid-1741050074817 {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-1741050074817 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-1741050074817 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-1741050074817 .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-1741050074817 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-1741050074817 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-1741050074817 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-1741050074817 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-1741050074817 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-1741050074817 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-1741050074817 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-1741050074817 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-1741050074817 .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-1741050074817 .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-1741050074817 .label text,#mermaid-1741050074817 span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-1741050074817 .node rect,#mermaid-1741050074817 .node circle,#mermaid-1741050074817 .node ellipse,#mermaid-1741050074817 .node polygon,#mermaid-1741050074817 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074817 .node .label{text-align:center;}#mermaid-1741050074817 .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-1741050074817 .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-1741050074817 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-1741050074817 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-1741050074817 .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-1741050074817 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-1741050074817 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074817 .cluster text{fill:#333;}#mermaid-1741050074817 .cluster span{color:#333;}#mermaid-1741050074817 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-1741050074817 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;}硬件层面的数据处理进位加法器ALU加法运算减法运算算术运算逻辑运算
2.2.2 数据路径和控制单元
数据路径指明了数据在CPU内部流动的路径，而控制单元负责指挥数据路径上的各个组件按照指令进行操作。数据路径的设计和控制单元的效率直接关系到CPU的性能。
#mermaid-1741050074855 {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-1741050074855 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-1741050074855 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-1741050074855 .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-1741050074855 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-1741050074855 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-1741050074855 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-1741050074855 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-1741050074855 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-1741050074855 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-1741050074855 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-1741050074855 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-1741050074855 .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-1741050074855 .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-1741050074855 .label text,#mermaid-1741050074855 span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-1741050074855 .node rect,#mermaid-1741050074855 .node circle,#mermaid-1741050074855 .node ellipse,#mermaid-1741050074855 .node polygon,#mermaid-1741050074855 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074855 .node .label{text-align:center;}#mermaid-1741050074855 .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-1741050074855 .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-1741050074855 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-1741050074855 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-1741050074855 .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-1741050074855 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-1741050074855 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074855 .cluster text{fill:#333;}#mermaid-1741050074855 .cluster span{color:#333;}#mermaid-1741050074855 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-1741050074855 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;}硬件层面的数据处理数据路径控制单元寄存器算术逻辑单元内存指令译码时序控制
2.2.3 微架构优化
微架构优化是提升CPU性能的重要手段，它涉及对CPU内部结构的改进，以减少指令延迟、提高指令吞吐量和提升能效。其中包括流水线技术、分支预测、高速缓存优化等。
#mermaid-1741050074893 {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-1741050074893 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-1741050074893 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-1741050074893 .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-1741050074893 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-1741050074893 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-1741050074893 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-1741050074893 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-1741050074893 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-1741050074893 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-1741050074893 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-1741050074893 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-1741050074893 .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-1741050074893 .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-1741050074893 .label text,#mermaid-1741050074893 span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-1741050074893 .node rect,#mermaid-1741050074893 .node circle,#mermaid-1741050074893 .node ellipse,#mermaid-1741050074893 .node polygon,#mermaid-1741050074893 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074893 .node .label{text-align:center;}#mermaid-1741050074893 .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-1741050074893 .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-1741050074893 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-1741050074893 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-1741050074893 .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-1741050074893 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-1741050074893 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074893 .cluster text{fill:#333;}#mermaid-1741050074893 .cluster span{color:#333;}#mermaid-1741050074893 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-1741050074893 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;}硬件层面的数据处理微架构优化流水线技术分支预测高速缓存优化指令级并行预测准确率缓存层次结构
2.3 数据存储技术
数据存储技术是现代计算机系统的关键组成部分，它涉及到数据的持久化存储以及数据的快速访问。
2.3.1 内存层次结构
内存层次结构包括寄存器、缓存、主内存和外部存储。每一层都旨在平衡速度、容量和成本。例如，寄存器提供最快的访问速度，但容量最小；主内存提供较快的访问速度和相对较大的容量，成本相对较高。
#mermaid-1741050074934 {font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;fill:#333;}#mermaid-1741050074934 .error-icon{fill:#552222;}#mermaid-1741050074934 .error-text{fill:#552222;stroke:#552222;}#mermaid-1741050074934 .edge-thickness-normal{stroke-width:2px;}#mermaid-1741050074934 .edge-thickness-thick{stroke-width:3.5px;}#mermaid-1741050074934 .edge-pattern-solid{stroke-dasharray:0;}#mermaid-1741050074934 .edge-pattern-dashed{stroke-dasharray:3;}#mermaid-1741050074934 .edge-pattern-dotted{stroke-dasharray:2;}#mermaid-1741050074934 .marker{fill:#333333;stroke:#333333;}#mermaid-1741050074934 .marker.cross{stroke:#333333;}#mermaid-1741050074934 svg{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:16px;}#mermaid-1741050074934 .label{font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;color:#333;}#mermaid-1741050074934 .cluster-label text{fill:#333;}#mermaid-1741050074934 .cluster-label span{color:#333;}#mermaid-1741050074934 .label text,#mermaid-1741050074934 span{fill:#333;color:#333;}#mermaid-1741050074934 .node rect,#mermaid-1741050074934 .node circle,#mermaid-1741050074934 .node ellipse,#mermaid-1741050074934 .node polygon,#mermaid-1741050074934 .node path{fill:#ECECFF;stroke:#9370DB;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074934 .node .label{text-align:center;}#mermaid-1741050074934 .node.clickable{cursor:pointer;}#mermaid-1741050074934 .arrowheadPath{fill:#333333;}#mermaid-1741050074934 .edgePath .path{stroke:#333333;stroke-width:2.0px;}#mermaid-1741050074934 .flowchart-link{stroke:#333333;fill:none;}#mermaid-1741050074934 .edgeLabel{background-color:#e8e8e8;text-align:center;}#mermaid-1741050074934 .edgeLabel rect{opacity:0.5;background-color:#e8e8e8;fill:#e8e8e8;}#mermaid-1741050074934 .cluster rect{fill:#ffffde;stroke:#aaaa33;stroke-width:1px;}#mermaid-1741050074934 .cluster text{fill:#333;}#mermaid-1741050074934 .cluster span{color:#333;}#mermaid-1741050074934 div.mermaidTooltip{position:absolute;text-align:center;max-width:200px;padding:2px;font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;font-size:12px;background:hsl(80, 100%, 96.2745098039%);border:1px solid #aaaa33;border-radius:2px;pointer-events:none;z-index:100;}#mermaid-1741050074934 :root{--mermaid-font-family:"trebuchet ms",verdana,arial,sans-serif;}数据存储技术内存层次结构寄存器缓存主内存外部存储
2.3.2 存储设备的技术原理
存储设备的技术原理主要包括磁存储（如HDD）、固态存储（如SSD）和光存储等。固态存储技术以闪存为