存儲器是操作系統管理的重要資源之一，存儲器中爲CPU存放指令和數據，存儲器是一個線性的字節數組，CPU能夠在一個常數時間內訪問每個存儲器位置。
存儲區是一個具有不同層次，成本，訪問時間的存儲設備的層次結構，CPU寄存器保存着最常用的數據，<靠近CPU內部的小的，速度較快的高速緩存存儲器，作爲一部分存儲相對較慢的主存儲器中的數據和指令的緩衝區>。以上說法可能有點抽象，這麼說吧，因爲現在CPU運算速率是相當快的，而直接從內存中訪問數據的速度卻是是相當慢的，靠近CPU的高速緩存，就是解決這一矛盾的，在CPU運算器期間，高速緩存提前獲取內存中的部分指令和數據，CPU運算完後，可以先從高速緩存中找數據，訪問高速緩存的速度相比於內存更快，要是在高速緩存中找不到數據，CPU就訪問內存，找需要的數據。這下應該理解那句話的意思了。除了高速緩存，接下來就是主存，再就是磁盤，現在還有一種相比於磁盤更快一點的存儲設備，是固態硬盤，訪問速度慢與主存。按照存儲器這樣的出現介紹順序，訪問速度越慢的存儲器，價格越低廉，容量越大。訪問速度越快的，價格約昂貴，容量越小。其中局部性好的存儲器，訪問速率越快。
- 隨機訪問存儲器
隨機訪問存儲器分爲靜態存儲器（SRAM）和動態存儲器（DRAM）。靜態相比於動態訪問速度更快。SRAM用來作爲高速緩存的存儲器。DRAM作爲主存的存儲器。
只要有供電，SRAM就會保持穩定，與DRAM不同，不需要刷新，SRAM的存取比DRAM快，SRAM對諸如光和噪音這兩樣的干擾不敏感，代價是SRAM單元比DRAM單元使用更多的晶體管，因而密集度低，而且更貴，功耗更大。
- 內存模塊
每個DRAM被連接到某個被稱爲內存控制器的電路，這個電路可以一次傳送w位到每個DRAM芯片或者從DRAM芯片傳送w位。DRAM芯片被封裝到內存模塊。DRAM中含有多個超單元，每個超單元存儲主存的一個字節，而用相應超單元地址爲（i, j）的八個超單元來表示主存中字節地址A處的64位字，當要取出內存中地址A中的一個字，內存控制器將A轉換成超單元地址（i,j），並將發送到內存模塊，然後內存模塊再將i和j廣播到每個DRAM，作爲響應，每個DRAM輸出它的（i,j）超單元的八位內容，模塊中的電路收集這些輸出，並把他們合成64位子，返回給內存控制器。通過多個內存模塊連接到內存控制器，能匯聚合成內存，
- 訪問主存
數據流通過稱爲總線的共享電子電路在處理器和DRAM主存之間來來回回，當有讀寫事件發生時，就會產生總線事務。讀事務，主存將數據傳給CPU，寫事務，CPU傳數據到主存。
總線是一行並行的導線，能攜帶地址，數據和控制信號。取決於總線的設計，數據和地址信號可以共享同一組導線，也可以使用不同的。
- 磁盤存儲
磁盤是廣爲應用的保存大量數據的存儲設備，容量可以超級大，讀數據的速度相比於DRAM，慢10萬倍，相比於SRAM慢100萬倍。
磁盤構造：磁盤由盤片構成，每個盤片有兩面或者稱爲表面，表面覆蓋有磁性記錄材料，盤片中央有一個旋轉的主軸。磁盤通常由一個或者多個這樣的盤片組成。每個盤片有一組成爲磁道的同心圓組成，每個磁道被劃分成一組扇區。每個扇區包含一組數據位。扇區由一些格式化位分隔開。
CPU使用一種稱爲IO映射的技術來向IO設備發送命令，在使用內存映射IO的系統中，地址空間中有一快＝塊地址是專門爲IO設備通信保留的，每個這樣的地址稱爲IO端口，當一個設備連接到總線時，他與一個或多個端口相關聯。
磁盤控制器是專門用來訪問磁盤的，CPU向磁盤控制器發送訪問命令，然後CPU會執行其他的指令，不會等到磁盤控制器返回數據，因爲CPU處理時鐘是1ns，而磁盤訪問速度是毫秒級的，在控制器訪問磁盤期間，CPU可以執行千萬條指令。所有控制器可以執行讀或者寫總線事務，不需要CPU干涉這一過程，當扇區中的數據安全到達主存後，控制器通過給CPU發送一箇中斷信號，這會導致CPU暫停當前的工作，跳轉到操作系統例程，這個程序會記錄下IO已經完成，然後將控制返回到被中斷的地方。處理內存中從磁盤訪問的數據。這種數據傳送就是DMA，即直接內存訪問機制。
- 固態硬盤
固態硬盤是一種基於閃存的存儲技術。一個SSD封裝有一個或者多個閃存芯片或者閃存翻譯層組成，讀SSD相比於寫要快！
- 局部性
一個編寫良好的計算機程序常常具有良好的局部性。他傾向於其他最近引用過的數據項的數據項，或者最近引用過的數據項本身，這種傾向性就是局部性原理。局部性分爲時間局部性和空間局部性。一個良好的時間局部性的程序，被引用過一次的內存位置很可能在不遠的將來再被多次引用，在一個空間局部性良好的程序中，如果內存位置被引用了一次，那麼程序很可能在不遠的將來引用附近的內存位置。
重複引用相同變量具有良好的時間局部性。
對於具有步長爲k的應用模式的程序，步長越小，空間局部性越好。
對於程序指令來說，循環有好的事件和空間局部性，循環體越小，循環迭代次數越多，局部性越好。