Arvutisüsteemi kujundamisel protsessor , samuti on kasutatud suures koguses mäluseadmeid. Kuid peamine probleem on see, et need osad on kallid. Seega mälu korraldamine süsteemi saab teha mäluhierarhia abil. Sellel on mitu erineva jõudlusega mälu. Kuid kõik need võivad anda täpse eesmärgi, nii et juurdepääsu aega saab lühendada. Mäluhierarhia töötati välja sõltuvalt programmi käitumisest. Selles artiklis käsitletakse ülevaadet arvuti arhitektuuri mäluhierarhiast.
Mis on mäluhierarhia?
Arvuti mälu saab jagada nii kiiruse kui ka kasutamise põhjal viide hierarhiasse. Protsessor saab oma nõuete põhjal liikuda ühelt tasemelt teisele. Viis mälus olevat hierarhiat on registrid, vahemälu, põhimälu, magnetplaadid ja magnetlindid. Esimesed kolm hierarhiat on kõikuvad mälud, mis tähendavad toite puudumist, ja kaotavad seejärel automaatselt salvestatud andmed. Kaks viimast hierarhiat ei ole kõikuvad, mis tähendab, et nad salvestavad andmeid püsivalt.
Mäluelement on komplekt salvestusseadmed mis salvestab binaarandmed bitti tüüpi. Üldiselt, mälu salvestamine võib liigitada kahte kategooriasse, näiteks lenduvad ja mittelenduvad.
Mäluhierarhia arvutiarhitektuuris
The mäluhierarhia kujundus arvutisüsteemis sisaldab peamiselt erinevaid salvestusseadmeid. Enamik arvutitest olid sisseehitatud lisamäluga, et töötada võimsamalt kui põhimälumaht. Järgnev mäluhierarhia skeem on arvutimälu hierarhiline püramiid. Mäluhierarhia kujundamine on jagatud kahte tüüpi, nagu esmane (sisemine) ja sekundaarne (väline) mälu.
Mäluhierarhia
Esmane mälu
Esmamälu tuntakse ka kui sisemälu ja sellele pääseb protsessor otse juurde. See mälu sisaldab põhi-, vahemälu ja ka protsessori registreid.
Sekundaarne mälu
Sekundaarset mälu tuntakse ka kui välist mälu ja sellele pääseb protsessor sisend- / väljundmooduli kaudu. See mälu sisaldab optilist ketast, magnetketast ja magnetlinti.
Mäluhierarhia tunnused
Mäluhierarhia tunnused hõlmavad peamiselt järgmist.
Performance
Varem tehti arvutisüsteemi projekteerimisel ilma mäluhierarhiana ning kiirusevahe nii põhimälu kui ka protsessori registrite vahel suureneb, kuna juurdepääsuaeg on väga erinev, mis põhjustab süsteemi madalama jõudluse. Niisiis, täiustamine oli kohustuslik. Selle täiustamine kavandati mäluhierarhia mudelis tänu süsteemi jõudluse tõusule.
Võime
Mäluhierarhia võime on mällu salvestatavate andmete koguarv. Sest alati, kui me liigume mäluhierarhias ülevalt alla, siis maht suureneb.
Juurdepääsu aeg
Juurdepääsu aeg mäluhierarhias on ajaintervall andmete kättesaadavuse ning lugemis- või kirjutamisnõuete vahel. Sest alati, kui liigume mäluhierarhias ülevalt alla, pikeneb juurdepääsuaeg
Kulu bitti kohta
Kui liigume mäluhierarhias alt ülespoole, suureneb iga biti hind, mis tähendab, et sisemälu on kallis võrreldes välise mäluga.
Mäluhierarhia kujundus
Arvutite mäluhierarhia hõlmab peamiselt järgmist.
Registrid
Tavaliselt on register staatiline RAM või SRAM arvuti protsessoris, mida kasutatakse tavaliselt 64- või 128-bitise andmesõna hoidmiseks. Programmiloendur register on kõige olulisem samuti leidub kõigis protsessorites. Enamik protsessoreid kasutab nii olekusõnaregistrit kui ka akumulaatorit. Olekusõnaregistrit kasutatakse otsuste tegemisel ja akumulaatorit kasutatakse andmete salvestamiseks nagu matemaatiline operatsioon. Tavaliselt arvutitele meeldib keerukad käskude arvutid on nii palju registreid põhimälu vastuvõtmiseks ja RISC - vähendatud käskude komplekt arvutitel on rohkem registreid.
Vahemälu
Vahemälu võib leida ka protsessorist, kuid harva võib see olla teine IC (integraallülitus) mis on eraldatud tasanditeks. Vahemälu sisaldab suurt hulka andmeid, mida sageli kasutatakse põhimälust. Kui protsessoril on üks tuum, on sellel kaks (või) rohkem vahemälu taset harva. Praegustel mitme tuumaga protsessoritel on iga tuuma jaoks kolm, 2-tasemelist ja üks tase on jagatud.
Põhimälu
Arvuti põhimälu pole midagi muud, kui protsessori otseühenduses olev mäluüksus. See on arvuti peamine mäluseade. See mälu on kiire ja ka suur mälu, mida kasutatakse andmete salvestamiseks kogu arvuti töö ajal. See mälu koosneb nii RAM-ist kui ka ROM-ist.
Magnetkettad
Arvuti magnetkettad on ümmargused plaadid, mis on valmistatud magnetiseeritud materjalist plastikust, muidu metallist. Sageli kasutatakse ketta kahte tahku, samuti võib igal plaadil olevate lugemis- või kirjutamispeadega ühele spindlile laduda palju kettaid. Kõik arvutis olevad kettad pöörlevad üheskoos suurel kiirusel. Arvuti rajad on muud kui bitid, mis on magnetiseeritud tasapinnas salvestatud kontsentriliste ringide kõrval paiknevatesse kohtadesse. Need on tavaliselt jaotatud sektsioonideks, mida nimetatakse sektoriteks.
Magnetlint
See lint on tavaline magnetiline salvestis, mis on kavandatud õhukese riba pikendatud plastkilele õhukese magnetiseeritava kattega. Seda kasutatakse peamiselt tohutute andmete varundamiseks. Kui arvuti vajab ribale juurdepääsu, paigaldatakse kõigepealt andmetele juurdepääsemiseks. Kui andmed on lubatud, eemaldatakse need. Mälu juurdepääsuaeg on magnetribal aeglasem, samuti kulub ribale juurde pääsemiseks mõni minut.
Mäluhierarhia eelised
Vajadus mäluhierarhia järele hõlmab järgmist.
- Mälu jagamine on lihtne ja ökonoomne
- Eemaldab välise hävitamise
- Andmeid saab levitada kõikjal
- Lubab nõudmise ja eelotsingu
- Vahetamine on osavam
Seega on see kõik mäluhierarhia . Ülaltoodud teabe põhjal võime lõpuks järeldada, et seda kasutatakse peamiselt biti maksumuse, juurdepääsu sageduse vähendamiseks ning läbilaskevõime ja juurdepääsuaja suurendamiseks. Seega on disaineri enda teha, kui palju nad neid omadusi oma tarbijate vajaduste rahuldamiseks vajavad. Siin on teile küsimus, mäluhierarhia OS-is ?
