I designet af computersystemet, en processor , såvel som en stor mængde hukommelsesenheder, er blevet brugt. Det største problem er dog, at disse dele er dyre. Så hukommelsesorganisation af systemet kan udføres ved hukommelseshierarki. Det har flere niveauer af hukommelse med forskellige ydeevnehastigheder. Men alle disse kan levere et nøjagtigt formål, således at adgangstiden kan reduceres. Hukommelseshierarkiet blev udviklet afhængigt af programmets opførsel. Denne artikel diskuterer en oversigt over hukommelseshierarkiet i computerarkitektur.
Hvad er hukommelseshierarki?
Hukommelsen i en computer kan opdeles i fem hierarkier baseret på hastighed såvel som brug. Processoren kan flytte fra et niveau til et andet baseret på dets krav. De fem hierarkier i hukommelsen er registre, cache, hovedhukommelse, magnetiske diske og magnetbånd. De første tre hierarkier er flygtige minder, der betyder, at der ikke er strøm, og derefter automatisk mister de deres lagrede data. Mens de sidste to hierarkier ikke er ustabile, hvilket betyder, at de gemmer dataene permanent.
Et hukommelseselement er sættet af lagringsenheder der gemmer de binære data i typen af bits. Generelt, lagring af hukommelse kan klassificeres i to kategorier såsom flygtige såvel som ikke-flygtige.
Hukommelseshierarki i computerarkitektur
Det hukommelseshierarki design i et computersystem inkluderer hovedsageligt forskellige lagerenheder. De fleste computere var indbygget med ekstra lagerplads til at køre mere kraftigt ud over hovedhukommelseskapaciteten. Det følgende hukommelseshierarkidiagram er en hierarkisk pyramide til computerhukommelse. Designet af hukommelseshierarkiet er opdelt i to typer som primær (intern) hukommelse og sekundær (ekstern) hukommelse.
Hukommelseshierarki
Primær hukommelse
Den primære hukommelse er også kendt som intern hukommelse, og den er tilgængelig af processoren lige. Denne hukommelse inkluderer hoved-, cache- og CPU-registre.
Sekundær hukommelse
Den sekundære hukommelse er også kendt som ekstern hukommelse, og dette er tilgængeligt af processoren via et input / output-modul. Denne hukommelse inkluderer en optisk disk, magnetisk disk og magnetbånd.
Karakteristika ved hukommelseshierarki
Hukommelseshierarkiets egenskaber inkluderer hovedsageligt følgende.
Ydeevne
Tidligere blev design af et computersystem udført uden hukommelseshierarki, og hastighedsgabet mellem hovedhukommelsen såvel som CPU-registre forbedres på grund af den enorme forskel i adgangstid, hvilket vil medføre systemets lavere ydelse. Så forbedringen var obligatorisk. Forbedringen af dette blev designet i hukommelseshierarkimodellen på grund af systemets præstationsforøgelse.
Evne
Hukommelseshierarkiets evne er den samlede mængde data, som hukommelsen kan gemme. Fordi når vi skifter fra top til bund inde i hukommelseshierarkiet, vil kapaciteten stige.
Adgangstid
Adgangstiden i hukommelseshierarkiet er tidsintervallet blandt datatilgængeligheden samt anmodning om at læse eller skrive. Fordi når vi skifter fra top til bund inde i hukommelseshierarkiet, så øges adgangstiden
Pris pr. Bit
Når vi skifter fra bund til top inde i hukommelseshierarkiet, stiger prisen for hver bit, hvilket betyder, at en intern hukommelse er dyr sammenlignet med ekstern hukommelse.
Memory Hierarchy Design
Hukommelseshierarkiet i computere inkluderer hovedsageligt følgende.
Registrerer
Normalt er registret et statisk RAM eller SRAM i processoren på computeren, der bruges til at holde dataordet, som typisk er 64 eller 128 bit. Programtælleren register er det vigtigste såvel som findes i alle processorer. De fleste processorer bruger et statusordregister såvel som en akkumulator. Et statusordregister bruges til beslutningstagning, og akkumulatoren bruges til at gemme dataene som matematisk drift. Normalt kan computere lide komplekse instruktions sæt computere har så mange registre til at acceptere hovedhukommelse, og RISC-reduceret instruktionssæt computere har flere registre.
Cache-hukommelse
Cache-hukommelse kan også findes i processoren, men sjældent kan det være en anden IC (integreret kredsløb) som er opdelt i niveauer. Cachen rummer en del data, der ofte bruges fra hovedhukommelsen. Når processoren har en enkelt kerne, har den sjældent to (eller) flere cache-niveauer. Nuværende multi-core processorer har tre, 2-niveauer for hver enkelt kerne, og et niveau deles.
Primære hukommelse
Hovedhukommelsen i computeren er intet andet end hukommelsesenheden i CPU'en, der kommunikerer direkte. Det er computerens hovedlagerenhed. Denne hukommelse er hurtig såvel som stor hukommelse, der bruges til lagring af data under computerens funktioner. Denne hukommelse består af både RAM og ROM.
Magnetiske diske
Magnetdiskene i computeren er cirkulære plader fremstillet af plast, ellers metal af magnetiseret materiale. Ofte anvendes to sider af disken, såvel som mange diske kan stables på en spindel ved hjælp af læse- eller skrivehoveder, der kan fås i hvert plan. Alle diske i computeren drejer sammen i høj hastighed. Sporene i computeren er intet andet end bits, der lagres i det magnetiserede plan i pletter ved siden af koncentriske cirkler. Disse er normalt adskilt i sektioner, der er navngivet som sektorer.
Magnetbånd
Dette bånd er en normal magnetisk optagelse, der er designet med en slank magnetiserbar dækning på en udvidet plastfilm af den tynde strimmel. Dette bruges hovedsageligt til at sikkerhedskopiere enorme data. Når computeren har brug for at få adgang til en strip, monteres den først for at få adgang til dataene. Når dataene er tilladt, afmonteres de. Hukommelsens adgangstid vil være langsommere inden for magnetstrimlen, ligesom det vil tage et par minutter at få adgang til en strimmel.
Fordele ved hukommelseshierarki
Behovet for et hukommelseshierarki inkluderer følgende.
- Hukommelsesdistribution er enkel og økonomisk
- Fjerner ekstern ødelæggelse
- Data kan spredes overalt
- Tillader efterspørgsel efter personsøgning og præ-personsøgning
- Bytte vil være mere dygtig
Således handler det hele om hukommelseshierarki . Af ovenstående oplysninger kan vi endelig konkludere, at den hovedsageligt bruges til at reducere bitomkostningerne, adgangsfrekvensen og til at øge kapaciteten, adgangstiden. Så det er op til designeren, hvor meget de har brug for disse egenskaber for at tilfredsstille deres forbrugers fornødenheder. Her er et spørgsmål til dig, hukommelseshierarki i OS ?
