简述存储系统的层次结构及功能
在计算机领域，存储系统是指一组硬件和软件组成的系统，用于存储和保障计算机系统中的数据。存储系统的层次结构是计算机系统中至关重要的组成部分，它将存储设备按照功能和访问速度进行了层次划分，分为多个不同的层次。每一层次都具备各自的特点和功能，通过存储系统需要具备弹性、内聚性、协调性和可靠性等特点，来保证存储系统的整体性能。
存储系统的层次结构分为以下几层：
1. 寄存器层级
寄存器层级是存储系统中最小且最快的一层。这个层级的存在是为了缓存CPU的各种命令。这个层级相对的大小只有几百个字节，但其速度极快，通常能够在纳秒级别的时间内读取和写入数据。因此，寄存器通常被用于存储CPU当前正在执行的指令和数据，主要用来优化性能。
2. 高速缓存层级
高速缓存层级的主要功能就是将常用的数据和指令缓存到靠近CPU的地方，并在CPU需要它们时快速的检索出来。这个层级的速度要比主存储器快许多倍，但比寄存器略慢。高速缓存也是分为多个层次的，通常分为L1、L2和L3三层。其中L1为最小最接近CPU的一层，L2和L3则逐渐远离CPU。这个层级的存储可以减少处理器对主存的访问次数，提高数据传输速度。
3. 主存储器层级
主存储器是计算机存储系统的一个重要组成部分。主存储器层级存储用于暂时存放 CPU 执行的程序和数据，可以直接被 CPU 访问。主存储器的速度比高速缓存稍慢，但相对容量则大得多。主存储器中的数据可以在CPU和硬盘之间传递，但是速度比较慢，即使硬盘的速度有所提升，主存的速度往往也无法匹敌。
4. 辅助存储器层级
辅助存储器层级是指通常云指硬盘驱动器和光盘驱动器。辅助存储器虽然远在主存储器之后，但通常具备更大的存储容量。相比主存储器，它的速度要慢得多，但是容量却可以增加数百倍，因此通常被用来存储程序、数据、文档和媒体等大容量数据。不使用时，这些数据可以放入硬盘驱动器中保存，并永久存储数据，供以后的使用。
综上所述，计算机存储系统的层次结构方便了数据的存储和访问。不同层级的存储设备有不同的访问速度和容量，存储设备越靠近CPU速度就越快，越远离CPU速度就越慢。较快的存储设备可以存储常用的数据和指令，以降低主存和辅助存储器的访问次数，以此提高数据访问和存储的速度。因此，存储系统以层次结构的方式安排存储和访问数据能够有效地提高计算机系统的性能。
