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什么是存儲系統？
存儲系統大致可分為主存儲器，輔助存儲器，高速緩沖存儲器三層，其中高速緩沖存儲器用來改善主存儲器與cpu的速度匹配問題，輔助存儲器則用於擴大存儲空間。課本上從存儲系統的層次結構出發，對每一層次的概念、結構、工作機制等做了詳細解釋，回答了存儲系統是什么的問題。 -
存儲系統的各層次之間是如何協作的呢？
這篇文章通過貫穿整個存儲系統的訪問流程，展現出各個層次之間的協作關系。下圖為存儲系統的訪問流程圖，其訪問過程可以分為5個部分：①TLB的訪問過程，②Page的訪問過程，③頁面的分配和置換，④cache的訪問過程，⑤主存儲器的訪問過程。
TLB的訪問過程
在存儲系統中若要從主存取得數據，必須先訪問頁表；為了實現對頁表的快速訪問，需要增設快表。TLB與page之間存在全相聯映射、直接映射、組想聯映射三種地址映射方式，因此TLB的訪問分別存在以下三種情況。
- 全相連映射
- 直接映射
- 組相連映射
Page的訪問過程
如果TLB的訪問未命中，則需要訪問主存中的頁表。為了避免連續的頁表本身占用大量主存空間，存儲系統通常采用分級頁表，這里以二級頁表的訪問過程舉例。
頁面分配和置換
若page未命中，說明所需頁面未調入主存，需要執行調頁策略。對於頁面的分配和置換，現代存儲系統通常采用三種策略：固定分配局部置換，可變分配全局置換，可變分配局部置換。主存與外存之間的協作關系可以反映在分配策略上。
cache的訪問過程
虛擬地址經過地址變換可以得到相應的物理地址；物理地址經過地址映射可以轉化為cache地址。cache與主存之間存在全相聯映射、直接映射、組想聯映射三種地址映射方式，因此cache的訪問分別存在以下三種情況。
- 全相連映射
- 直接映射
- 組相連映射
主存儲器的訪問過程
如果cache訪問未命中，則需要訪問主存。而在訪問主存的過程中cpu的傳輸周期比存儲器的存儲周期小，為了提高訪問速度，存儲系統通常采用多體交叉存儲技術。多體交叉存儲器由多體模塊組成，每個模塊都可由DRAM芯片經過擴容而成。因此主存儲器的訪問過程可以分為三個層面：多體交叉存儲器的訪問過程、主存模塊的訪問過程、DRAM芯片的訪問過程。
- 低位交叉存儲器的訪問過程
- 主存模塊和DRAM芯片的訪問過程
