02计算机系统--存储系统

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一、存储系统结构

存储类型

CPU

缓存(cache)

  • cache高速缓冲存储器,实现缓和CPU和主存之间的速率矛盾
  • 缓存CPU经常要访问的内容
  • 系统平均访问时间

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cache淘汰算法:

  1. 先进先出算法
  2. 最少最近算法
  3. 随机算法

主存(内存)

随机存储器RAM(掉电丢失)(可读可写,主存的主要部分)

  • DRAM(动态存储器):需要动态刷新,为RAM主要部分
  • SRAM (静态存储器)不需要动态刷新

只读存储器ROM(掉电不丢书)

辅存

指标特性

  • 容量:CPU<缓存(cache)<主存<辅存
  • 读写速度:CPU>缓存(cache)>主存>辅存
  • 成本:CPU>缓存(cache)>主存>辅存

多级存储

  1. 第一级:在CPU与主存之间,使用缓存做缓冲,构成一级存储
  2. 第二级(缓存-主存层次):它们之间是使用辅助硬件来调度的,速度会会很快
  3. 第三级(主存-辅存层次):可以看做虚拟存储技术,将辅存虚拟化成主存空间,这就扩大了主存空间

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存储器存储方式

  1. 顺序存取(磁带)
  2. 直接存取(硬盘):共享读写方式
  3. 随机存取(内存):使用地址标识存储单元
  4. 相联存取(cache):按内容进行存储(CPU高频访问的内容)

主存储器组成

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二、RAID技术

RAID技术定义与特点

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RAID技术分类

RAID0

  • 采用数据分段技术
  • 写入速度块,但可靠度最差
  • 磁盘利用率100%

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RAID1

  • 使用镜像技术
  • 效率不高,但可靠度高
  • 磁盘利用率50%

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RAID2

优势

  • 快速重构
  • 自动负载均衡
  • 系统性能提升
  • 自愈合

RAID3

  • 采用特定校验盘的数据分段技术
  • 具有数据容错能力,可靠性较好
  • 磁盘利用率(n-1)/n

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RAID5

  • 采用分布式校验盘的数据分段技术
  • 具有数据容错能力,可靠性较好
  • 磁盘利用率(n-1)/n

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RAID6

  • 带有两个独立分布式校验方案的独立数据磁盘
  • 磁盘利用率(n-2)/n

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RAID10

  • 结合RAID1和RAID0,先镜像,在条带化

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三、例题

第一题

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(1)内容容量:BFFFFH80000H+1=C0000H80000H=40000H=4×164B=218B=218/210KB=256KBBFFFFH-80000H+1=C0000H-80000H=40000H = 4\times16^4B=2^18B=2^18/2^10KB=256KB

(2)芯片数量:256/16×8/4=16×2=32256/16\times8/4=16\times2=32

第二题

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有上文内容可知,选C

第三题

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(1)选BC

(2)选A

(3)见上文内容