存储层次名词解释

在计算机科学领域，存储层次结构是指一组不同速度和容量的存储设备，它们按照某种顺序排列，以便在数据处理过程中，对数据进行有效的读写和存储。存储层次结构通常由如下所示的几种存储设备组成：高速缓存存储器（Cache Memory）、主存储器（Main Memory）、辅助存储器（Secondary Memory）和长期存储器（Long-Term Memory）。

在计算机的数据存储和处理中，存储设备的选择和组织是非常重要的。存储空间的容量、存取速度和数据处理能力之间的权衡是计算机系统设计的基础问题之一。在此基础上，存储器的层次化结构设计便得以实现。

存储层次结构模型是在1960年代提出的，由于存储器的层次化结构在存储容量、速度和价格之间建立了有效的平衡，因此在现代计算机系统中得到了广泛的应用。

下面从不同角度分析存储层次结构。

从存储器分类的角度看，存储器可以分为易失性存储器和非易失性存储器。易失性存储器对电源故障和其他因素的影响非常敏感，断电之后，存储在其中的数据都会消失。主存储器和高速缓存存储器属于易失性存储器。而非易失性存储器则不容易受到电源因素的干扰，例如辅助存储器和长期存储器。计算机系统的开机过程解释了易失性存储器的作用，也即开机之后操作系统首先从主存储器中被读入，然后才能运行基本的系统功能。

从存储器速度的角度来看，存储器可以分为内存、磁盘和磁带等不同类型。内存速度最快，相对较贵，而磁带速度较慢，但价格相对较便宜。计算机系统需要花费大量的时间和资源来判断何时在内存和磁盘或者磁带之间进行数据交换操作，这也严重影响了计算机运行效率。

从存储器价格的角度来看，存储器的每个层次的价格都有所不同。高速缓存存储器虽然容量很小，但由于速度很快，其成本也很高。与之相反，辅助存储器的容量相对较大，但速度较慢，价格较低。因此，计算机系统设计者必须在满足性能和成本上取得平衡。

在计算机数据处理中，存储层次结构是必不可少的，并且它对系统性能的影响是巨大的。存储层次结构的设计涉及数据组织和管理，需要对计算机硬件、应用和系统环境进行深入的了解。存储器速度、容量和成本之间的平衡是关键问题，它依靠系统设计者的深刻理解和认识。