Datorsistēmas projektēšanā procesors , kā arī liels atmiņas ierīču daudzums. Tomēr galvenā problēma ir tā, ka šīs daļas ir dārgas. Tātad atmiņas organizēšana sistēmas atmiņu var izdarīt ar atmiņas hierarhiju. Tam ir vairāki atmiņas līmeņi ar atšķirīgu veiktspējas līmeni. Bet tas viss var sniegt precīzu mērķi, piemēram, lai samazinātu piekļuves laiku. Atmiņas hierarhija tika izstrādāta atkarībā no programmas uzvedības. Šajā rakstā ir apskatīts pārskats par atmiņas hierarhiju datoru arhitektūrā.
Kas ir Atmiņas hierarhija?
Datora atmiņu var sadalīt piecās hierarhijās, pamatojoties uz ātrumu, kā arī izmantošanu. Procesors var pāriet no viena līmeņa uz citu, pamatojoties uz tā prasībām. Piecas atmiņā esošās hierarhijas ir reģistri, kešatmiņa, galvenā atmiņa, magnētiskie diski un magnētiskās lentes. Pirmās trīs hierarhijas ir nepastāvīgas atmiņas, kas nozīmē, ja nav enerģijas, un pēc tam tās automātiski zaudē saglabātos datus. Tā kā pēdējās divas hierarhijas nav svārstīgas, kas nozīmē, ka tās datus glabā pastāvīgi.
Atmiņas elements ir atmiņas ierīces kas uzglabā bināros datus bitu tipā. Kopumā atmiņas glabāšana var klasificēt divās kategorijās, piemēram, nepastāvīgas, kā arī nepastāvīgas.
Atmiņas hierarhija datoru arhitektūrā
The atmiņas hierarhijas dizains datorsistēmā galvenokārt ietilpst dažādas atmiņas ierīces. Lielākā daļa datoru tika iebūvēti ar papildu krātuvi, lai darbotos jaudīgāk par galveno atmiņas ietilpību. Sekojošais atmiņas hierarhijas diagramma ir hierarhiska datora atmiņas piramīda. Atmiņas hierarhijas noformējums ir sadalīts divos veidos, piemēram, primārā (iekšējā) atmiņa un sekundārā (ārējā) atmiņa.
Atmiņas hierarhija
Primārā atmiņa
Primārā atmiņa ir pazīstama arī kā iekšējā atmiņa, un procesors tai var tieši piekļūt. Šī atmiņa ietver galveno, kešatmiņu, kā arī CPU reģistrus.
Sekundārā atmiņa
Sekundārā atmiņa ir pazīstama arī kā ārējā atmiņa, un procesors tam var piekļūt, izmantojot ievades / izvades moduli. Šajā atmiņā ietilpst optiskais disks, magnētiskais disks un magnētiskā lente.
Atmiņas hierarhijas raksturojums
Atmiņas hierarhijas raksturlielumi galvenokārt ietver sekojošo.
Izrāde
Iepriekš datorsistēmas projektēšana tika veikta bez atmiņas hierarhijas, un ātruma starpība starp galveno atmiņu, kā arī CPU reģistriem palielinās, jo piekļuves laiks ir ļoti atšķirīgs, kas izraisīs zemāku sistēmas veiktspēju. Tātad uzlabošana bija obligāta. Šīs funkcijas uzlabošana tika paredzēta atmiņas hierarhijas modelī, pateicoties sistēmas veiktspējas pieaugumam.
Spēja
Atmiņas hierarhijas spēja ir kopējais datu apjoms, ko atmiņa var uzglabāt. Jo ikreiz, kad atmiņas hierarhijas iekšienē mēs pārietam no augšas uz leju, kapacitāte palielināsies.
Piekļuves laiks
Piekļuves laiks atmiņas hierarhijā ir laika intervāls starp datu pieejamību, kā arī pieprasījumu lasīt vai rakstīt. Jo ikreiz, kad atmiņas hierarhijas iekšienē mēs pārietam no augšas uz leju, piekļuves laiks palielināsies
Maksa par bitu
Kad mēs pāriet no apakšas uz augšu atmiņas hierarhijas iekšienē, katra bita izmaksas palielināsies, kas nozīmē, ka iekšējā atmiņa ir dārga salīdzinājumā ar ārējo atmiņu.
Atmiņas hierarhijas dizains
Atmiņas hierarhija datoros galvenokārt ietver sekojošo.
Reģistrē
Parasti reģistrs ir statiska RAM vai SRAM datora procesorā, ko izmanto datu vārda, kas parasti ir 64 vai 128 biti, turēšanai. Programmas skaitītājs reģistrs ir vissvarīgākais kā arī atrodami visos procesoros. Lielākā daļa procesoru izmanto statusa vārdu reģistru, kā arī akumulatoru. Statusa vārdu reģistrs tiek izmantots lēmumu pieņemšanai, un akumulators tiek izmantots tādu datu glabāšanai kā matemātiska darbība. Parasti datoriem patīk sarežģītu instrukciju komplekta datori ir tik daudz reģistru galvenās atmiņas pieņemšanai un RISC - samazināts instrukciju komplekts datoriem ir vairāk reģistru.
Kešatmiņa
Kešatmiņu var atrast arī procesorā, tomēr reti tā var būt cita IC (integrētā shēma) kas ir sadalīts līmeņos. Kešatmiņā glabājas daļa no datiem, kurus bieži izmanto no galvenās atmiņas. Kad procesoram ir viens kodols, tam būs divi (vai) vairāk kešatmiņas līmeņi. Pašreizējiem daudzkodolu procesoriem katram kodolam būs trīs, 2 līmeņi, un viens līmenis būs kopīgs.
Galvenā atmiņa
Datora galvenā atmiņa ir nekas cits kā CPU atmiņas bloks, kas tieši sazinās. Tā ir galvenā datora atmiņas vienība. Šī atmiņa ir ātra, kā arī liela atmiņa, kas tiek izmantota datu glabāšanai visas datora darbības laikā. Šo atmiņu veido RAM, kā arī ROM.
Magnētiskie diski
Datora magnētiskie diski ir apļveida plāksnes, kas no magnētiska materiāla izgatavotas no plastmasas, citādi no metāla. Bieži tiek izmantotas divas diska virsmas, kā arī daudzi diski var tikt sakrauti vienā vārpstā, izmantojot lasīšanas vai rakstīšanas galvas, kas pieejamas katrā plaknē. Visi datorā esošie diski lielā ātrumā griežas kopīgi. Datorā esošie celiņi nav nekas cits kā biti, kas tiek glabāti magnetizētajā plaknē vietās blakus koncentriskiem apļiem. Parasti tās tiek sadalītas sadaļās, kuras tiek sauktas par nozarēm.
Magnētiskā lente
Šī lente ir parasts magnētiskais ieraksts, kas veidots ar slaidu, magnetizējamu pārklājumu uz izstieptas, plānas sloksnes plastmasas plēves. To galvenokārt izmanto milzīgu datu dublēšanai. Ikreiz, kad datoram ir nepieciešama piekļuve sloksnei, vispirms tas tiks uzstādīts, lai piekļūtu datiem. Kad dati būs atļauti, tie tiks noņemti. Magnētiskajā joslā atmiņas piekļuves laiks būs lēnāks, kā arī paiet dažas minūtes, lai piekļūtu joslai.
Atmiņas hierarhijas priekšrocības
Nepieciešamība pēc atmiņas hierarhijas ietver sekojošo.
- Atmiņas izplatīšana ir vienkārša un ekonomiska
- Noņem ārējo iznīcināšanu
- Datus var izplatīt pa visu
- Atļauj pieprasīt peidžeru un iepriekšēju lapošanu
- Apmaiņa būs prasmīgāka
Tādējādi tas ir viss atmiņas hierarhija . No iepriekš minētās informācijas, visbeidzot, mēs varam secināt, ka to galvenokārt izmanto, lai samazinātu bitu izmaksas, piekļuves biežumu un palielinātu jaudu, piekļuves laiku. Tāpēc dizaineram ir atkarīgs no tā, cik ļoti viņiem vajadzīgas šīs īpašības, lai apmierinātu viņu patērētāju vajadzības. Šeit ir jautājums jums, atmiņas hierarhija OS ?
