系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計師常見考點：存儲系統(tǒng)基礎(chǔ)

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一、存儲層次

1、金字塔模型：存儲系統(tǒng)按照速度和容量的權(quán)衡形成了一個金字塔結(jié)構(gòu)，從上到下依次為寄存器、Cache、主存、磁盤和磁帶。

寄存器：位于CPU內(nèi)部，速度最快，容量最小，用于存儲CPU當(dāng)前正在處理的數(shù)據(jù)和指令。

Cache：位于CPU和主存之間，速度較快，容量適中，用于緩存主存中頻繁訪問的數(shù)據(jù)和指令，減少CPU訪問主存的次數(shù)。

主存（內(nèi)存）：用于存儲當(dāng)前運行的程序和數(shù)據(jù)，速度較快，容量較大，但斷電后數(shù)據(jù)會丟失。

磁盤：用于存儲大量數(shù)據(jù)，速度較慢，容量大，數(shù)據(jù)持久化存儲。

磁帶：用于備份和歸檔數(shù)據(jù)，速度最慢，容量大，成本低。

2、局部性原理：是存儲層次設(shè)計的重要依據(jù)，包括時間局部性和空間局部性。

時間局部性：最近訪問的數(shù)據(jù)很可能在短時間內(nèi)再次被訪問。例如，循環(huán)中的變量會多次被訪問。

空間局部性：相鄰的數(shù)據(jù)很可能被連續(xù)訪問。例如，數(shù)組中的元素通常會按順序訪問。

考試細節(jié)：考試可能會要求考生描述存儲層次的結(jié)構(gòu)和特點，例如寄存器、Cache、主存、磁盤和磁帶的優(yōu)缺點。也可能考查考生對局部性原理的理解，例如如何利用時間局部性和空間局部性優(yōu)化程序性能。

二、主存儲器

SRAM vs DRAM：

1、SRAM（靜態(tài)隨機存取存儲器）：

速度快，功耗低，成本高。

采用觸發(fā)器存儲數(shù)據(jù)，不需要刷新操作。

通常用于Cache和寄存器文件。

2、DRAM（動態(tài)隨機存取存儲器）：

速度較慢，容量大，成本低。

采用電容存儲數(shù)據(jù)，需要定期刷新以保持?jǐn)?shù)據(jù)。

通常用于主存。

3、內(nèi)存編址：

字節(jié)編址：每個地址對應(yīng)1字節(jié)（8位）。

例如，一個32位地址可以尋址4GB的內(nèi)存空間。

字對齊訪問：為了提高訪問效率，CPU通常要求數(shù)據(jù)按字對齊訪問。

例如，32位CPU要求數(shù)據(jù)按4字節(jié)對齊，64位CPU要求數(shù)據(jù)按8字節(jié)對齊。如果數(shù)據(jù)未對齊訪問，可能會導(dǎo)致性能下降或訪問錯誤。

考試細節(jié)：考試可能會要求考生比較SRAM和DRAM的特點，例如速度、容量、成本和刷新機制。也可能考查考生對內(nèi)存編址的理解，例如字節(jié)編址和字對齊訪問的概念及其對性能的影響。

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