在计算机系统中存储层次可分为高速缓冲存储器（Cache）、主存储器（主存）、辅助存储器（外存）三级。高速缓冲存储器用来改善主存储器与中央处理器的速度匹配问题。辅助存储器用于扩大存储空间。
1.按照存储器所处位置分类
（1）内存：也称主存，位于主机内或主机板上，用来存放当前运行所需要的程序和数据，以便向CPU提供信息。其特点：荣饭量小，速度快。
（2）外村：也称辅存，如磁盘，光盘等，用来存放当前不参加运行的大量数据信息，需要时调入内存。
2.按存储器的构成材料分类
（1）磁存储器：磁性介质做成，如磁带，磁盘等。
（2）半导体存储器：根据所用元件又分为双极性和MOS型，根据数据是否需要刷新又分为静态和动态。
（3）光存储器：利用光学方法读写数据的存储器，如光盘。
3.按存储器工作方式分类
（1）读/写存储器（RAM）：能够读/写的存储器。
（2）只读存储器（ROM）：仅能读取的存储器。
4.按访问方式分类
（1）按地址访问的存储器。
（2）按内容访问的存储器。
5.按寻址方式分类
（1）随机存储器（RAM）：可对任何存储单元读取数据，访问任何一个存储单元的时间是相同的。
（2）顺序存储器（SAM）：访问数据所需的时间与数据所在的存储位置有关，例如磁带。
（3）直接存储器（DAM）：介于随机和顺序存取之间的一种，例如磁盘，他对磁道是随机的，但对于磁道内则是顺序的。
Cache用来存放当前最活跃的程序和数据，其特点是：位于CPU和主存之间。容量在千字节到兆字节之间，速度是主存的5~10倍，由快速半导体存储器构成。CPU的速度远高于内存，当CPU直接从内存中存取数据时要等待一定时间周期，而Cache则可以保存CPU刚用过或循环使用的一部分数据，如果CPU需要再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用，这样就避免了重复存取数据，减少了CPU的等待时间，因而提高了系统的效率。Cache又分为L1Cache（一级缓存）和L2Cache（二级缓存），L1Cache主要是集成在CPU内部，而L2Cache集成在主板上或是CPU上。
Cache存储器部分用来存放主存的部份拷贝（副本）信息。控制部分的功能是判断CPU要访问的信息是否在Cache存储器中，若在，即为命中，若不在则没有命中。命中时直接对Cache存储器寻址；未命中时，要按照替换原则（当Cache产生了一次访问未命中之后，相应的数据应同时读入CPU和Cache。但是当Cache已存满数据后，新数据必须替换（淘汰）Cache中的某些旧数据。最常用的替换算法有随机算法、先进先出算法（FIFO）和近期最少使用算法（LRU））决定主存的一块信息放到Cache存储器的哪一块里。
作用：为了解决CPU和主存之间速度不匹配而采用的一项重要技术。
CPU与cache之间的数据交换是以字为单位，而cache与主存之间的数据交换是以块为单位。一个块由若干字组成，是定长的。
cache原理图
高速缓存（Cache）中的地址映像方法
在CPU工作时，送出的是主存单元的地址，而应从Cache存储器中读写信息。这就需要将主存地址转换成Cache存储器地址，这种地址的转化称为地址映像。Cache的地址映像又3种方法。
（1）直接映像：主存的块与Cache块的对应关系是固定的，因此，只要主存地址中的主存区号与Cache中记录的主存区号相同，则表明访问Cache命中，一旦命中，由主存地址的区内块号立即可得到要访问的Cache存储器中的块，而块内地址就是主存地址中给出的低位地址。
（2）全相联映像：主存的任意一块可以映象到Cache中的任意一块。
（3）组相联映像：
原文：https://www.cnblogs.com/lvqiang/p/11678599.html