存储结构

数据元素之间的关系有两种不同的表示方法：顺序映象和非顺序映象，并由此得到两种不同的存储结构：顺序存储结构和链式存储结构。数据的存储结构是指数据的逻辑结构在计算机中的表示。

顺序存储方法它是把逻辑上相邻的结点存储在物理位置相邻的存储单元里，结点间的逻辑关系由存储单元的邻接关系来体现，由此得到的存储表示称为顺序存储结构。顺序存储结构是一种最基本的存储表示方法，通常借助于程序设计语言中的数组来实现。

链接存储方法它不要求逻辑上相邻的结点在物理位置上亦相邻，结点间的逻辑关系是由附加的指针字段表示的。由此得到的存储表示称为链式存储结构，链式存储结构通常借助于程序设计语言中的指针类型来实现。

顺序存储和链接存储是数据的两种最基本的存储结构。

在顺序存储中，每个存储空间含有所存元素本身的信息，元素之间的逻辑关系是通过数组下标位置简单计算出来的线性表的顺序存储，若一个元素存储在对应数组中的下标位置为i，则它的前驱元素在对应数组中的下标位置为i-1，它的后继元素在对应数组中的下标位置为i+1。在链式存储结构中，存储结点不仅含有所存元素本身的信息，而且含有元素之间逻辑关系的信息。

数据的链式存储结构可用链接表来表示。

其中data表示值域，用来存储节点的数值部分。Pl，p2，…，Pill(1n≥1)均为指针域，每个指针域为其对应的后继元素或前驱元素所在结点(以后简称为后继结点或前驱结点)的存储位置。通过结点的指针域(又称为链域)可以访问到对应的后继结点或前驱结点，若一个结点中的某个指针域不需要指向其他结点，则令它的值为空（NULL）。

在数据的顺序存储中，由于每个元素的存储位置都可以通过简单计算得到，所以访问元素的时间都相同；而在数据的链接存储中，由于每个元素的存储位置保存在它的前驱或后继结点中，所以只有当访问到其前驱结点或后继结点后才能够按指针访问到，访问任一元素的时间与该元素结点在链式存储结构中的位置有关。

储存系统的层次结构为了解决存储器速度与价格之间的矛盾，出现了存储器的层次结构。

在某一段时间内，CPU频繁访问某一局部的存储器区域，而对此范围外的地址则较少访问的现象就是

程序的局部性原理。层次结构是基于程序的局部性原理的。对大量典型程序运行情况的统计分析得出的结论是：CPU对某些地址的访问在短时间间隔内出现集中分布的倾向。这有利于对存储器实现层次结构。

目前，大多采用三级存储结构。

即：Cache-主存-辅存，如下图：

3、多级存储系统的性能

考虑由Cache和主存构成的两级存储系统，其性能主要取决于Cache和贮存的存取周期以及访问它们的

次数。（存取周期为: Tc,Tm ;访问次数为: Nc,Nm）   

（1）Cache的命中率   H=   Nc / (Nc+Nm)

（2）CPU访存的平均时间   Ta= H – Tc+ (1-H) Tm

Cache-主存系统的效率

e= Tc / Ta

=1/H+(1-H)Tm/Tc

根据统计分析：Cache的命中率可以达到90%~98%

当Cache的容量为：32KB时，命中率为86%

64KB时，命中率为92%

128KB时，命中率为95%

256KB时，命中率为98%