計算機的硬體系統由處理機（控制器，運算器），儲存系統，
i/o(
輸入輸出裝置）三大部分組成。
這篇部落格中，針對儲存器和
i/o
裝置進行簡單介紹。
一、儲存系統 1
、層次和分類
分層的依據是什麼？——讀取速度不匹配！
首先儲存器是計算機中用於存放指令和資料的部件。計算機在處理資料時，（**處理器）
cpu從儲存器讀出指令，再按照指令中的位址從儲存器中讀出資料，按照指令要求對資料進行操作。
cpu的高速運算要求儲存器要在很短的時間內完成指令和資料的訪問操作。
所以有了我們現在的儲存系統。上圖中，從上而下的特點依次為：儲存容量逐漸增大，讀取速度依次降低。其中
cpu內部暫存器
是用於cpu內部各單元之間的周轉，是cpu內部用來建立和儲存cpu運算結果和其它運算結果的地方，擁有非常高的讀寫速度，裡面的資料是下一步必然會用到的。
cpu內部的暫存器
有很多種型別。
分為專用處理器和通用處理器。
cpu對儲存器中的資料進行處理時，往往先把資料
從外部取到
專用暫存器中，而後再作處理
，通用暫存器是計算機中其它一些部件上用於暫存資料的暫存器。
高速緩衝
儲存器就是我們平常所說的
cpu快取，
主要是為了匹配
cpu
和主存讀取速度的不匹配問題。
通常包括一級、二級快取。
現在不僅在
cpu和主記憶體之間有快取記憶體而且在記憶體和硬碟之間也有cache（磁碟快取記憶體）
。可以這麼理解
凡是位於速度相差較大的兩種硬體之間
、用於協調兩者資料傳輸速度差異的結構，均可稱之為cache。
所以不要只想著儲存器之間的讀取通訊，看過軟考書後發現
i/o介面和
cpu
互聯中的
dma
和iop
技術都屬於緩衝技術，以前的我們把緩衝技術理解的太險隘。 說道
cpu緩衝，不得不說「
命中率」。當
cpu處理資料時，它會先到cache中去尋找，如果資料因之前的操作已經讀取而被暫存其中，就不需要再從記憶體中讀取資料
。未命中時，那麼就涉及
作業系統的儲存規則了。
通常使用的演算法是
替換演算法
。原則確定主存中的資訊塊，採用替換演算法讀入到
cache 中
被替換掉的
哪個資訊塊空間
。常用的有
:隨機替換演算法，先進先出，近期最少使用，優化替換演算法。
主儲存器就是我們常說的記憶體條。高速緩衝儲存器和主儲存器（記憶體條）由於可以直接被
cpu讀取，故稱之為記憶體儲器
，這也是相對於同在計算機內部，卻不是記憶體存期的硬碟等儲存器來說的。當然在這裡也涉及到
記憶體不足的問題，這也就是圖中會出現「
虛擬記憶體
」的原因。
虛擬記憶體只是把硬碟的一部分當作記憶體內部資料的周轉，而不是當做記憶體來使用。只把乙個作業的部分裝入到了記憶體中，其餘部分還留在磁碟中，採用「
調入和置換
」功能在需要的時候連續的讀入到記憶體中。這樣從使用者的角度來看，程式執行是連續的，記憶體比實際的也要大。在實現虛擬記憶體的過程中，儘管儲存器的邏輯結構有「頁式儲存」，「段式儲存」，「段頁式儲存」但是帶入主存時採用的都是以「頁」為單位。
簡單說一下；置換頁面的常用方法：
先進先出，最近最少使用，最近未用，還有乙個最佳置換演算法，是理想化的，很難實現。前四種是實際可行的方法。
高速緩衝也好，虛擬記憶體也罷，
基於的原理
都是記憶體中「
程式執行的區域性性原理
」。體現在「時間」和「空間」兩方面。
時間上：如果程式中的某條指令一旦執行，不久該指令可能再次被執行或者某個單元被訪問，則不久的將來，該空間單位會被再次訪問，產生時間侷限性就是因為程式中存在大量的迴圈操作。
空間上：
一旦程式訪問了某個單元，不久，相鄰單元也會被訪問，即程式一段時間內訪問的程式集中在一
塊空間內。
為了充分發揮快取記憶體的作用，不僅依靠「暫存剛剛訪問過的資料」，還要使用硬體實現的指令**與資料預取技術——盡可能把將要使用的資料預先從記憶體中取到快取記憶體裡。
最後的輔助儲存器主要是指硬碟，而海量儲存器則是指過去主要用的磁帶機一類的裝置，現在隨便硬碟技術的提公升，輔助儲存器也可以達到「海量」的標準。
ps：部落格中有好多標記的文字，是因為，這些東西可能不是出於同一章節，我們在學習的時候，需要多聯絡，原理通了，自然而然就會結成網，而且把這些東西融合在一起，是一件很快樂的事情，希望對你有用。
組成原理 儲存系統
層次 主儲存器，輔儲存器，cache。訪問方式 隨機儲存器ram 允許隨機儲存 唯讀儲存器rom 只能讀，存放固定的程式 序列訪問儲存器 光碟，磁帶 目標 大容量，低成本，高速度 儲存容量 儲存字數 位址空間大小 儲存字長 訪問一次的資料量 1byte 8bit 單位成本 總成本 總容量 儲存速度 ...
計算機組成原理 儲存系統
重新整理是所有晶元的某行同時被重新整理，在考慮重新整理問題時，應當從單個晶元的儲存容量著手，而不是從整個儲存器的容量著手。非同步重新整理 重新整理周期 一般為2ms 行數 集中重新整理死時間率 訪問週期 行數 重新整理周期 考慮擴充套件方式，是字擴充套件還是位擴充套件，畫出晶元圖形 如果是字位同時擴...
計算機組成原理 四 儲存系統
儲存系統的儲存結構 由於主存速度不夠快 摩爾定律，cpu增速比主存快 容量不足，應用對主存的需求不斷擴大。用cache解決主存與cpu速度不匹配的問題，輔助儲存器解決主存容量不足的問題。主存中的資料組織 1.儲存字長 主存中的乙個儲存單元所包含的二進位制位數。目前大多數計算機的主存按位元組編址，儲存...