U dizajnu računalnog sustava, procesor , kao i velika količina memorijskih uređaja. Međutim, glavni je problem što su ovi dijelovi skupi. Dakle organizacija pamćenja sustava može se izvršiti memorijskom hijerarhijom. Ima nekoliko razina memorije s različitim brzinama performansi. Ali sve to može pružiti točnu svrhu, takvu da se vrijeme pristupa može smanjiti. Hijerarhija memorije razvijena je ovisno o ponašanju programa. Ovaj članak razmatra pregled hijerarhije memorije u računalnoj arhitekturi.
Što je hijerarhija sjećanja?
Memorija u računalu može se podijeliti u pet hijerarhija na temelju brzine i upotrebe. Procesor se može premještati s jedne razine na drugu na temelju svojih zahtjeva. Pet hijerarhija u memoriji su registri, predmemorija, glavna memorija, magnetski diskovi i magnetske vrpce. Prve tri hijerarhije su hlapljive uspomene što znači kad nema snage, a zatim automatski gube svoje pohranjene podatke. Dok posljednje dvije hijerarhije nisu nestabilne, što znači da podatke pohranjuju trajno.
Memorijski element je skup uređaji za pohranu koji pohranjuje binarne podatke u vrstu bitova. Općenito, pohrana memorije mogu se klasificirati u dvije kategorije poput hlapljivih i nehlapivih.
Hijerarhija memorije u arhitekturi računala
The dizajn hijerarhije memorije u računalni sustav uglavnom uključuju različite uređaje za pohranu. Većina računala je ugrađena s dodatnom pohranom za snažnije trčanje izvan glavnog memorijskog kapaciteta. Sljedeće dijagram hijerarhije memorije je hijerarhijska piramida za računalnu memoriju. Dizajn hijerarhije memorije podijeljen je na dvije vrste kao što su primarna (unutarnja) memorija i sekundarna (vanjska) memorija.
Hijerarhija sjećanja
Primarno pamćenje
Primarna memorija poznata je i kao interna memorija, a procesor joj može pristupiti izravno. Ova memorija uključuje glavne, predmemorijske, kao i CPU registre.
Sekundarno pamćenje
Sekundarna memorija također je poznata i kao vanjska memorija, a njoj procesor pristupa putem ulazno / izlaznog modula. Ova memorija uključuje optički disk, magnetski disk i magnetsku vrpcu.
Karakteristike hijerarhije pamćenja
Karakteristike hijerarhije memorije uglavnom uključuju sljedeće.
Izvođenje
Ranije je projektiranje računalnog sustava rađeno bez hijerarhije memorije, a jaz u brzini između glavne memorije, kao i CPU registri, povećava se zbog velike razlike u vremenu pristupa, što će uzrokovati slabije performanse sustava. Dakle, poboljšanje je bilo obavezno. Poboljšanje ovog dizajnirano je u modelu hijerarhije memorije zbog povećanja performansi sustava.
Sposobnost
Sposobnost hijerarhije memorije je ukupna količina podataka koju memorija može pohraniti. Jer kad god se pomaknemo od vrha do dna unutar hijerarhije memorije, tada će se kapacitet povećati.
Vrijeme pristupa
Vrijeme pristupa u hijerarhiji memorije je interval vremena između dostupnosti podataka, kao i zahtjeva za čitanje ili pisanje. Jer kad god se pomaknemo od vrha do dna unutar hijerarhije memorije, tada će se vrijeme pristupa povećavati
Cijena po bitu
Kada se unutar hijerarhije memorije pomaknemo odozdo prema gore, tada će se povećati trošak za svaki bit, što znači da je interna memorija skupa u usporedbi s vanjskom memorijom.
Dizajn hijerarhije memorije
Hijerarhija memorije u računalima uglavnom uključuje sljedeće.
Registri
Registar je obično statični RAM ili SRAM u procesoru računala koji se koristi za držanje podatkovne riječi koja je obično 64 ili 128 bita. Brojač programa registar je najvažniji kao i pronađena u svim procesorima. Većina procesora koristi registar statusnih riječi kao i akumulator. Registar statusne riječi koristi se za donošenje odluka, a akumulator za pohranu podataka poput matematičke operacije. Obično računala vole složeni niz instrukcija računala imaju toliko registara za prihvaćanje glavne memorije, i RISC-smanjen set uputa računala imaju više registara.
Privremena memorija
Predmemorija se također može naći u procesoru, no rijetko može biti neka druga IC (integrirani krug) koja je odvojena na razine. U predmemoriju se nalazi dio podataka koji se često koriste iz glavne memorije. Kada procesor ima jednu jezgru, rijetko će imati dvije (ili) više razine predmemorije. Sadašnji višejezgreni procesori imat će tri, 2 razine za svaku jezgru, a jedna razina je zajednička.
Glavna memorija
Glavna memorija u računalu nije ništa drugo do memorijska jedinica u CPU-u koja izravno komunicira. To je glavna jedinica za pohranu računala. Ova je memorija brza, kao i velika memorija koja se koristi za pohranu podataka tijekom rada računala. Ova se memorija sastoji od RAM-a kao i od ROM-a.
Magnetski diskovi
Magnetski diskovi u računalu su kružne ploče izrađene od plastike, inače od metala magnetiziranim materijalom. Često se koriste dva lica diska, kao i mnoštvo diskova koji se mogu složiti na jedno vreteno glavama za čitanje ili pisanje koje se mogu dobiti na svakoj ravnini. Svi se diskovi u računalu zajedno okreću velikom brzinom. Tragovi u računalu nisu ništa drugo doli bitovi koji su pohranjeni unutar namagnetizirane ravnine na mjestima pored koncentričnih krugova. Oni su obično razdvojeni u odjeljke koji su imenovani kao sektori.
Magnetska traka
Ova je vrpca uobičajena magnetska snimka koja je dizajnirana s tankim magnetiziranim pokrivačem na produženom, plastičnom filmu tanke trake. To se uglavnom koristi za izradu sigurnosnih kopija ogromnih podataka. Kad god računalo zahtijeva pristup traci, prvo će se montirati za pristup podacima. Jednom kada su podaci dopušteni, oni će se demontirati. Vrijeme pristupa memoriji bit će sporije unutar magnetske trake, kao i trajanje nekoliko minuta za pristup traci.
Prednosti hijerarhije pamćenja
Potreba za hijerarhijom memorije uključuje sljedeće.
- Raspodjela memorije je jednostavna i ekonomična
- Uklanja vanjsko uništavanje
- Podaci se mogu širiti po cijelom području
- Omogućuje straničenje i predstranjivanje
- Zamjena će biti vještija
Dakle, ovdje se radi o svemu hijerarhija memorije . Iz gornjih podataka, konačno, možemo zaključiti da se uglavnom koristi za smanjenje troškova bita, frekvencije pristupa i za povećanje kapaciteta, vremena pristupa. Dakle, na dizajneru je koliko će im ove karakteristike trebati da zadovolje potrebe svojih potrošača. Evo pitanja za vas, hijerarhija memorije u OS-u ?
