计算机存储系统：主存与辅助存储器解析

本文主要介绍了计算机存储系统中的辅助存储器，即外存储器，它是主存储器的扩展，构成了存储系统的多层次结构。辅助存储器具有大容量、低速度、低成本和非易失性的特点，常见的类型包括硬磁盘、软磁盘、磁带和光盘，其中前三者属于磁表面存储器。磁表面存储器可以同时作为输入和输出设备，用于长期存储和临时传输信息。 在计算机系统中，存储器扮演着至关重要的角色。主存储器，也称为内存，是CPU直接访问的地方，用于存放程序和数据。由于CPU与主存之间的交互频繁，主存的性能直接影响整个系统的运行效率。为了提升性能，采用了高速缓冲存储器（Cache）来减少CPU与主存之间的通信延迟，而虚拟存储器则通过在主存和辅存之间进行动态调度，使得程序可以超出实际物理内存的大小进行运行。 存储系统由不同层次的存储器构成，包括高速缓存、主存储器和辅助存储器，它们各自有不同的容量、速度和价格。这种层次结构被称为存储器的分级设计，旨在平衡性能和成本。例如，高速缓存提供快速但昂贵的存储空间，主存储器提供适中性能和容量，而辅助存储器则提供大量存储空间，但访问速度较慢。 存储器的基本概念包括存储单元、存储体、存储字、地址和存储容量。存储单元是存储信息的最小单位，由存储元组成，每个存储单元可以存储一个字或字节。存储体是由多个存储单元组成的集合，每个存储单元都有唯一的地址。存储容量是指存储器能存储的二进制位总数，通常以字节或位来衡量。存储器的带宽表示单位时间内能传输的数据量，存取时间则是指从启动存储操作到完成操作所需的时间，包括读出时间和写入时间。 此外，存储周期是完成两次连续存储操作的总时间，它包括了存取时间和一定的间隔时间。这些参数对于评估和优化存储系统的性能至关重要。 辅助存储器是计算机存储系统不可或缺的一部分，它提供了主存储器无法提供的大容量存储，同时也为长期和非易失性数据存储提供了解决方案。通过合理的设计和使用，可以有效地支持计算机系统的高效运行。