存儲系統是計算機組成原理中的核心組成部分,負責數據的存儲與管理。在第三章中,我們重點探討存儲系統的層次結構、工作原理及其如何與計算機系統服務協同工作。
存儲系統通常采用層次化設計,從高速緩存到主存,再到輔助存儲器,每一層在速度、容量和成本之間取得平衡。高速緩存(Cache)作為最快的一層,直接與CPU交互,減少訪問延遲;主存(如RAM)作為臨時存儲,存放當前運行的程序和數據;而輔助存儲器(如硬盤、固態硬盤)則提供大容量持久化存儲。
存儲系統與計算機系統服務緊密關聯。計算機系統服務依賴于存儲系統來管理內存分配、文件系統和數據交換。例如,操作系統通過存儲管理服務實現虛擬內存機制,將輔助存儲器擴展為主存的補充,從而支持多任務處理。I/O服務與存儲系統交互,處理數據的讀寫請求,確保高效的數據傳輸。
在存儲系統的設計中,我們還討論了緩存一致性、存儲映射和錯誤糾正等關鍵技術,這些技術提升了系統的可靠性和性能。通過理解存儲系統與系統服務的集成,我們可以更好地優化計算機整體架構,滿足現代應用對速度和容量的需求。存儲系統不僅是數據的倉庫,更是支撐計算機高效運行的基礎。