5.1.Иерархия памяти
С точки зрения
управления интересны два вида памяти: логическое адресное пространство,
доступное конкретному процессу, и физическая, или основная, память
компьютера на котором процесс выполняется.
Объем памяти компьютера
в 1970 году составлял примерно 64 Кбайт, в 1980 – уже 1 Мбайт, в 1990 – 16
Мбайт, 2000 – 1Гбайт, а сейчас уже 8Гбайт и более.
С точки зрения
конструктора системы важным свойством основной памяти является ее
энергозависимость – в случае сбоя питания вся хранящаяся в ней информация
теряется. Дисковая память энергонезависимая, и поэтому разработчики систем
стараются обеспечить своевременную запись критической информации на диск, чтобы
предотвратить ее потерю.
На Рис.5.1 изображена
иерархия памяти типичной компьютерной системы.
Рис.5.1. Иерархия памяти компьютерной
системы.
Основная память – это программно
адресуемая память, быстродействие которой соизмеримо с быстродействием
центрального процессора, предназначенная для временного хранения программ и
данных.
Самыми
быстродействующими являются регистры центрального процессора, и они же имеют
наименьшую емкость.
Кэш-память процессора в целом отличается меньшим
объемом, но более высоким быстродействием по сравнению с основной памятью. Она
функционирует как буфер между процессором и основной памятью и содержит копии
областей памяти, которые использовались последними. Каждый раз, когда
процессору требуется обратиться к памяти по заданному адресу, он сначала
обращается к кэшу. Если происходит промах кэша, то есть этот адрес в
кэше отсутствует, производится обращение к основной памяти. Данные считываются
из памяти в указанный в команде регистр процессора, а их копия записывается в
кэш. Если повторное обращение происходит достаточно скоро, и нужные данные все
еще будут в кэше, то их не придется считывать из основной памяти. Такая
ситуация называется попаданием в кэш.
Передача данных между
основной памятью и кэшем производится не отдельными байтами или машинными
словами, а так называемыми строками кэша. Размер строки кэша, как
правило, составляет 32 или 64 байта.
Друзья! Приглашаем вас к обсуждению. Если у вас есть своё мнение, напишите нам в комментарии.