輔助存儲器的作用

① 簡述計算機三級存儲體系結構

在計算機系統中存儲層次可分為高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器三級。高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題。輔助存儲器用於擴大存儲空間。

1、高速緩沖存儲器

存在於主存與CPU之間的一級存儲器， 由靜態存儲余局晶元(SRAM)組成，容量比較小但速度比主存高得多， 接近於CPU的速度。在計算機存儲系統的層次結構中，是介於中央處理器和主存儲器之間的高速小容量存儲器。它和主存儲器一起構成一級的存儲器。高速緩沖存儲器和主存儲器之間信息的調度和傳送是由硬體自動進行的。

2、主存儲器（Main memory）

計算機硬體的一個重要部件，其作用是存放指令和數據，並能由中央處理器（CPU）直接隨機存取。現代計算機是為了提高性能，又能兼顧合理的造價，往往採用多級存儲體系。即由存儲容量小，存取速度高的高速緩沖存儲器，存儲容量和存取速度適中的主存儲器是必不可少的。

主存儲器是按地址存放信息的，存取速度一般與地址無豎帆讓關。32位（比特）的地址最大能表達4GB的存儲器地址。這對多數應用已經足夠，但對於某些特大運算量的應用和特大型資料庫已顯得不夠，從而對64位結構提出需求。

3、外儲存器

輔助存儲器又稱外存儲器（簡稱外存）。指除計算機內存及CPU緩存以外的儲存器，此類儲存器一般斷電後仍然能保存數據。常見的外存儲器有硬碟、軟盤、光碟、U盤等。

(1)輔助存儲器的作用擴展閱讀

計算機的主存儲器不能同時滿轎野足存取速度快、存儲容量大和成本低的要求，在計算機中必須有速度由慢到快、容量由大到小的多級層次存儲器，以最優的控制調度演算法和合理的成本，構成具有性能可接受的存儲系統。存儲系統的性能在計算機中的地位日趨重要，主要原因是：

1、馮諾伊曼體系結構是建築在存儲程序概念的基礎上，訪存操作約佔中央處理器（CPU）時間的70%左右。

2、存儲管理與組織的好壞影響到整機效率。

3、現代的信息處理，如圖像處理、資料庫、知識庫、語音識別、多媒體等對存儲系統的要求很高。

② 計算機三級存儲體系是什麼

計算機的存儲體系中，「三級存儲」指的是：高速緩沖存儲器、主存儲器、輔助存儲器。

三級存儲的用途：高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與中央處理器的速度匹配問題；輔助存儲器用於擴大存儲空間。

計算機存儲器包括主存(main memory)，輔存(mass storage)和寄存器(register)。主存就是平時所說的內存，計算機運行時操作系統和其它進程的代碼存儲在其中。輔存主要指硬碟，也包括其它輔助存儲設備，如軟盤，U盤，光碟等，可以存放大量數據。寄存器位於CPU內，在指令執行時起臨時存放作用。

寄存器和主存、主存和輔存之間存在不停的數據傳輸和交流，其速度和容量就影響了計算機的性能。如果寄存器和主存之間每條指令和每個數據都進行一次傳輸，那麼計算機的運行速度就受到限制。因此出現了高速緩沖存儲器(cache memory)，用於成批處理寄存器內的數據，以同主存進行交流。

而且頻繁使用的數據，CPU可以直接從高速緩存中讀取，減少CPU的等待時間，提高系統效率。內存的容量有限，有時不能一次載入硬碟中所需的數據，這里會出現虛擬存儲(virtual memory)的概念。

虛擬存儲是指當要接收的數據超過內存容量時，系統會在硬碟內分配足夠的空間存儲這些數據，再把這些數據分成很多頁(page)，再根據需要實時地把一定的頁載入內存，這樣用戶感覺內存的容量就比真實的容量偏大。

另外，緩沖區(buffer)是用於存儲速度不同步的設備或優先順序不同的設備之間傳輸數據的區域，使進程之間的相互等待變少，從而使從速度慢的設備讀入數據時，速度快的設備的操作進程不發生間斷。

這里再順便說下離線(spooling)的概念。離線是指當多個進程要求同時使用非共享資源如列印機時，系統會根據需求把所有的數據同時讀取到硬碟，再在列印機上逐個列印，這樣給用戶的感覺就是一台列印機同時列印多個進程包含的文件。