计算机层次存储体系

介绍：

计算机层次存储体系是指在计算机系统中，按照存取速度由快到慢、存储容量由小到大把存储设备分成多个层次，每个层次的存储设备都保存着以前层次的全部内容的一个子集。每个层次都是上层次的速度翻倍并且容量翻倍的一半。

层次存储的目的就是在存储容量有限的情况下，尽可能地提高系统的存储效率，用较快的存储设备作为最高层次，存储使用频繁的程序或数据，而较慢的存储设备作为低层次存储使用不那么频繁的程序或数据。

一般的计算机存储系统包括五个部分：高速缓存、内部存储器、主存储器、辅助存储器和外部存储器。

高速缓存 (Cache)

高速缓存是接在CPU和主存之间的一层存储层次，它提供了接近于CPU速度的存储器。在计算机运行开始之前，CPU会把需要运行的程序和数据从主存储器中加载到缓存中，然后CPU就可以直接从缓存中获取程序和数据运行和处理。由于缓存访问速度极快，所以缓存存储的内容通常是最常用的数据和指令，可以大幅度提升计算机的效率。

内部存储器 (RAM)

内部存储器是计算机系统中的主要存储层，也是主存储器的一部分。它直接与CPU 连接，能够快速地访问数据和指令，但存储容量相对高速缓存来说有限。内部存储器除了用于存放操作系统和一些运行过程中必需的程序之外，还存储着CPU需要的所有数据。

主存储器 (主存)

主存储器是计算机中存储数据和程序的重要层次，通常是指的DRAM (动态随机存储器)。CPU在访问内部存储器或缓存层次存储之外的数据和程序时，就需要访问主存。主存储器的容量比高速缓存和内部存储器都要大得多。

辅助存储器 (硬盘)

辅助存储器通常指的是硬盘，它的容量很大，并且存储的是不经常访问的数据和程序。当计算机需要访问这些数据或程序时，需要从辅助存储器中读取到主存储器中。因为硬盘的读写速度相对内部存储器、主存储器和高速缓存来说很慢，所以辅助存储器在存储过程中成本也比较低。

外部存储器 (光盘、U盘、SD卡)

外部存储器包括CD、DVD、U盘、SD卡等，存储容量、访问速度以及价格各异。通常用于备份数据、传输文件等。