什么是存储系统？
顶真联存储系统⼤致可分为主存储器，辅助存储器，⾼速缓冲存储器三层，其中⾼速缓冲存储器⽤来改善主存储器与cpu的速度匹配问题，辅助存储器则⽤于扩⼤存储空间。课本上从存储系统的层次结构出发，对每⼀层次的概念、结构、⼯作机制等做了详细解释，回答了存储系统是什么的问题。 存储系统的各层次之间是如何协作的呢？
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记王忠肃公翱事这篇⽂章通过贯穿整个存储系统的访问流程，展现出各个层次之间的协作关系。下图为存储系统的访问流程图，其访问过程可以分为5个部分：①TLB的访问过程，②Page的访问过程，③页⾯的分配和置换，④cache的访问过程，⑤主存储器的访问过程。图1 存储系统的访问流程
TLB的访问过程
周渝斐在存储系统中若要从主存取得数据，必须先访问页表；为了实现对页表的快速访问，需要增设快表。TLB与page之间存在全相联映射、直接映射、组想联映射三种地址映射⽅式，因此TLB的访问分别存在以下三种情况。
全相连映射
图2 TLB全相连映射
直接映射
图3 TLB直接映射
组相连映射
图4 TLB组相连映射
Page的访问过程
如果TLB的访问未命中，则需要访问主存中的页表。为了避免连续的页表本⾝占⽤⼤量主存空间，存储系统通常采⽤分级页表，这⾥以⼆级页表的访问过程举例。
图5 ⼆级页表
页⾯分配和置换
若page未命中，说明所需页⾯未调⼊主存，需要执⾏调页策略。对于页⾯的分配和置换，现代存储系统通常采⽤三种策略：固定分配局部置换，可变分配全局置换，可变分配局部置换。主存与外存之间的协作关系可以反映在分配策略上。
图6 固定分配局部置换关系模型
cache的访问过程
行波进位加法器虚拟地址经过地址变换可以得到相应的物理地址；物理地址经过地址映射可以转化为cache地址。cache与主存之间存在全相联映射、直接映射、组想联映射三种地址映射⽅式，因此cache的访问分别存在以下三种情况。
全相连映射
图7 cache全相连映射
氯乙酰氯直接映射
图8 cache直接映射
组相连映射
图9 cache组相连映射
主存储器的访问过程
如果cache访问未命中，则需要访问主存。⽽在访问主存的过程中cpu的传输周期⽐存储器的存储周期⼩，为了提⾼访问速度，存储系统通常采⽤多体交叉存储技术。多体交叉存储器由多体模块组成，每个模块都可由DRAM芯⽚经过扩容⽽成。因此主存储器的访问过程可以分为三个层⾯：多体交叉存储器的访问过程、主存模块的访问过程、DRAM芯⽚的访问过程。
低位交叉存储器的访问过程
图10 低位交叉存储器的访问过程
主存模块和DRAM芯⽚的访问过程
图11 主存模块和DRAM芯⽚的访问过程
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