存储器层次结构与局部性原理

为了解决 CPU 高速处理能力与存储器低速访问之间的矛盾，现代计算机采用了层次化的存储体系。

三级存储体系

1. Cache (高速缓冲存储器): 速度最快，容量最小，成本最高，通常集成在 CPU 内部。
2. 主存储器 (Main Memory): 速度中等，容量适中，CPU 可直接访问。
3. 辅助存储器 (Secondary Storage): 速度最慢，容量最大，成本最低，CPU 不能直接访问，需调入主存后处理。

理论依据

层次化存储体系的理论依据是 程序局部性原理。 重点

1. 时间局部性: 被访问的存储单元在短时间内可能再次被访问。
   • 典型场景: 高级语言中的循环语句。
2. 空间局部性: 被访问单元附近的单元在短时间内可能被访问。
   • 典型场景: 数组、堆栈等数据密集型存储结构。