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存储器分为内存储器和外存储器两种。外存储器也称为辅助存储器，其特点是存储容量大、成本低、存取速度慢、可以永久保留信息。常用的外存有磁带存储器、磁盘存储器和光盘存储器。
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存储体系结构包括不同层次上的存储器，通过适当的硬件、软件有机地组合在一起形成计算机的存储体系结构。现在大多数人都将高性能计算机的存储体系结构描述成下图所示的4层结构：CPU内部的寄存器→高速缓存（Cache）→主存储器（Main memory，MM）→辅助存储器（外存储器）。在有的资料中，CPU内部的寄存器不看作一个层次，这样存储体系结构为三层：高速缓存→主存储器→辅助存储器。有一些简单的计算机没有高速缓存，那么计算机存储体系结构为两层：主存储器→辅助存储器。
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存储器通常用的三个指标：速度、容量和每位价格。通常，位价格越高，速度越快；容量越大，位价格越低，自然速度也就越慢。
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Cache是一种特殊的存储器子系统，其中复制了频繁使用的数据以利于快速访问。当CPU访问内存中的某地址数据时，系统首先检查Cache中是否存有该地址的数据，如果有，则直接将数据返回CPU；如果没有，则进行常规的内存访问。因此，Cache与内存相比，其速度快、容量小，且单位成本高，所以当内存的访问速度低于CPU的速度时，通常使用Cache解决这一问题。Cache分为L1 Cache（一级缓存）和L2 Cache（二级缓存），目前L1 Cache主要是集成在CPU内部，而L2 Cache集成在主板上或者是CPU上。
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内存储器（简称内存或主存）由只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM）组成。在计算机运行中，要执行的程序和数据存放在内存中。内存一般由半导体器件构成。访问内存涉及地址、字节和位相关术语，其中：
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.地址：整个内存被分成若干个存储单元，每个存储单元一般可存放8位二进制数（字节编址）。每个存储单元可以存放数据或程序代码。为了能有效地存取该单元内存储的内容，每个单元必须有唯一的编号（称为地址）来标识。
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.位（Bit）：存放一位二进制数即0或1称为位（简写为b）。
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.字节（Byte）：8个二进制位为一个字节。为了便于衡量存储器的大小，统一以字节（Byte简写为B）为单位。容量一般用KB、MB、GB、TB来表示，它们之间的关系是1KB=1024KB，1MB=1024KB，1GB=1024MB，1TB=1024GB，其中1024=210。
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外存储器用来存放暂时不用的程序和数据，并且以文件的形式存储。CPU不能直接访问外存中的程序和数据，只有将其以文件为单位调入主存方可访问。外存储器由磁表面存储器（如磁盘、磁带）及光盘存储器构成。下面介绍两种常用的外存储器。
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在磁表面存储器中，磁盘的存取速度较快，且具有较大的存储容量，是目前广泛使用的外存储器。磁盘存储器由盘片、驱动器、控制器和接口组成。盘片用来存储信息；驱动器用于驱动磁头沿盘面径向运动以寻找目标磁道位置，驱动盘片以额定速率稳定旋转，并且控制数据的写入和读出。控制器接受主机发来的命令，将它转换成磁盘驱动器的控制命令，并实现主机和驱动器之间数据格式的转换及数据传送，以控制驱动器的读／写操作。一个控制器可以控制一台或多台驱动器。接口是主机和磁盘存储器之间的连接逻辑。
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硬盘是最常见的外存储器。一个硬盘驱动器内可装有多个盘片，组成盘片组，每个盘片都配有一个独立的磁头。所有记录面上相同序号的磁道构成一个圆柱面，其编号与磁道编号相同。文件存储在硬盘上时尽可能放在同一圆柱面上，或者放在相邻柱面上，这样可以缩短寻道时间。
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为了正确存储信息，将盘片划成许多同心圆，称为磁道，从外到里编号，最外一圈为0道，往内道号依次增加。沿径向的单位距离的磁道数称为道密度，单位为tpi（每英寸磁道数）。将一个磁道沿圆周等分为若干段，每段称为一个扇段或扇区，每个扇区内可存放一个固定长度的数据块，如512B。磁道上单位距离可记录的位数称为位密度，单位为bpi（每英寸位数）。因为每条磁道上的扇区数相同，而每个扇区的大小又一样，所以每条磁道都记录同样多的信息。又因为里圈磁道的圆周比外圈磁道的圆周小，所以里圈磁道的位密度要比外圈磁道的位密度高。最内圈的位密度称为最大位密度。
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硬盘的寻址信息由硬盘驱动号、圆柱面号、磁头号（记录面号）、数据块号（或扇区号）以及交换量组成。
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磁盘容量有两种指标：一种是非格式化容量，它是指一个磁盘所能存储的总位数；另一种是格式化容量，它是指各扇区中数据区容量总和。计算公式分别如下：
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非格式化容量=面数×（磁道数／面）×内圆周长×最大位密度
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格式化容量=面数×（磁道数／面）×（扇区数／道）×（字节数／扇区）
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按盘片是否固定、磁头是否移动等指标，硬盘可分为移动磁头固定盘片的磁盘存储器、固定头的磁盘存储器、移动磁头可换盘片的磁盘存储器和温彻斯特磁盘存储器（简称温盘）。
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光盘存储器是一种采用聚焦激光束在盘式介质上非接触地记录高密度信息的新型存储装置。根据性能和用途，可分为只读型光盘（CD-ROM）、只写一次型光盘（WORM）和可擦除型光盘。只读型光盘是由生产厂家预先用激光在盘片上蚀刻不能再改写的各种信息，目前这类光盘使用很普遍。只写一次型光盘是指由用户一次写入、可多次读出但不能擦除的光盘，写入方法是利用聚焦激光束的热能，使光盘表面发生永久性变化而实现的。可擦除型光盘是读写型光盘，它是利用激光照射引起介质的可逆性物理变化来记录信息。
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光盘存储器由光学、电学和机械部件等组成。其特点是记录密度高；存储容量大；采用非接触式读／写信息（光头距离光盘通常为2mm）；信息可长期保存（其寿命达10年以上）；采用多通道记录时数据传送率可超过200MB/s；制造成本低；对机械结构的精度要求不高；存取时间较长。
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存储介质是指存储数据的载体，比如软盘、光盘、DVD、硬盘、闪存、U盘、CF卡、SD卡、MMC卡、SM卡、记忆棒（Memory Stick）和xD卡等。目前最常用的存储介质是基于闪存（Nand flash）的，比如U盘、CF卡、SD卡、SDHC卡、MMC卡、SM卡、记忆棒和xD卡等。
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