I utformingen av datasystemet, en prosessor , i tillegg til en stor mengde minneenheter, har blitt brukt. Imidlertid er hovedproblemet at disse delene er dyre. Så minneorganisasjon av systemet kan gjøres av minnehierarki. Den har flere nivåer av minne med forskjellige ytelsesfrekvenser. Men alle disse kan levere et nøyaktig formål, slik at tilgangstiden kan reduseres. Hukommelseshierarkiet ble utviklet avhengig av oppførselen til programmet. Denne artikkelen diskuterer en oversikt over minnehierarkiet i dataarkitektur.
Hva er minnehierarki?
Minnet i en datamaskin kan deles inn i fem hierarkier basert på hastighet så vel som bruk. Prosessoren kan bevege seg fra ett nivå til et annet basert på kravene. De fem hierarkiene i minnet er registre, cache, hovedminne, magnetplater og magnetbånd. De tre første hierarkiene er ustabile minner som betyr når det ikke er strøm, og deretter automatisk mister de lagrede data. Mens de to siste hierarkiene ikke er ustabile, noe som betyr at de lagrer dataene permanent.
Et minneelement er settet med lagringsenheter som lagrer binære data i typen biter. Generelt, lagring av minne kan klassifiseres i to kategorier som flyktige så vel som ikke-flyktige.
Minnehierarki i dataarkitektur
De minnehierarkidesign i et datasystem inkluderer hovedsakelig forskjellige lagringsenheter. De fleste datamaskiner var innebygd med ekstra lagringsplass for å kjøre kraftigere utover hovedminnekapasiteten. Følgende minnehierarkidiagram er en hierarkisk pyramide for dataminne. Utformingen av minnehierarkiet er delt inn i to typer som primært (internt) minne og sekundært (eksternt) minne.
Minnehierarki
Primærminne
Primærminnet er også kjent som internminne, og dette er tilgjengelig av prosessoren rett. Dette minnet inkluderer hoved-, hurtigbuffer- og CPU-registre.
Sekundært minne
Det sekundære minnet er også kjent som eksternt minne, og dette er tilgjengelig av prosessoren via en inngangs- / utgangsmodul. Dette minnet inkluderer en optisk disk, magnetisk disk og magnetbånd.
Kjennetegn ved minnehierarki
Hukommelseshierarkiets egenskaper inkluderer hovedsakelig følgende.
Opptreden
Tidligere ble utformingen av et datasystem gjort uten minnehierarki, og hastighetsgapet mellom hovedminnet og CPU-registerene forbedres på grunn av den enorme forskjellen i tilgangstid, noe som vil føre til lavere ytelse til systemet. Så forbedringen var obligatorisk. Forbedringen av dette ble designet i minnehierarkimodellen på grunn av systemets ytelsesøkning.
Evnen
Minnehierarkiets evne er den totale datamengden minnet kan lagre. For når vi skifter fra topp til bunn inne i minnehierarkiet, vil kapasiteten øke.
Tilgangstid
Tilgangstiden i minnehierarkiet er tidsintervallet blant datatilgjengeligheten, samt forespørsel om å lese eller skrive. For når vi skifter fra topp til bunn inne i minnehierarkiet, vil tilgangstiden øke
Kostnad per bit
Når vi skifter fra bunn til topp inne i minnehierarkiet, vil kostnaden for hver bit øke, noe som betyr at et internt minne er dyrt sammenlignet med eksternt minne.
Memory Hierarchy Design
Minnehierarkiet i datamaskiner inkluderer hovedsakelig følgende.
Registrerer
Vanligvis er registeret et statisk RAM eller SRAM i prosessoren på datamaskinen som brukes til å holde dataordet som typisk er 64 eller 128 bits. Programtelleren register er det viktigste så vel som finnes i alle prosessorer. De fleste prosessorer bruker et statusordregister i tillegg til en akkumulator. Et statusordregister brukes til beslutningstaking, og akkumulatoren brukes til å lagre dataene som matematisk drift. Vanligvis datamaskiner som komplekse instruksjonssett datamaskiner har så mange registre for å godta hovedminnet, og RISC- redusert instruksjonssett datamaskiner har flere registre.
Bufferminnet
Cache-minne kan også bli funnet i prosessoren, men sjelden kan det være en annen IC (integrert krets) som er delt inn i nivåer. Cachen inneholder en mengde data som ofte brukes fra hovedminnet. Når prosessoren har en enkelt kjerne, vil den sjelden ha to (eller) flere cache-nivåer. Nåværende flerkjerneprosessorer vil ha tre, 2-nivåer for hver kjerne, og ett nivå deles.
Hovedminne
Hovedminnet i datamaskinen er ingenting annet enn minneenheten i CPUen som kommuniserer direkte. Det er datamaskinens hovedlagringsenhet. Dette minnet er raskt, så vel som stort minne som brukes til å lagre dataene gjennom hele datamaskinens operasjoner. Dette minnet består av både RAM og ROM.
Magnetiske skiver
Magnetskivene i datamaskinen er sirkulære plater produsert av plast, ellers metall av magnetisert materiale. Ofte benyttes to flater på platen, i tillegg til at mange plater kan stables på en spindel med lese- eller skrivehoder som kan oppnås i hvert plan. Alle diskene i datamaskinen svinger sammen i høy hastighet. Sporene i datamaskinen er bare biter som er lagret i det magnetiserte planet i flekker ved siden av konsentriske sirkler. Disse er vanligvis delt inn i seksjoner som er kalt sektorer.
Magnetisk teip
Dette båndet er et normalt magnetisk opptak som er designet med et slankt magnetiserbart dekk på en utvidet plastfilm av den tynne stripen. Dette brukes hovedsakelig for å sikkerhetskopiere enorme data. Når datamaskinen krever tilgang til en stripe, monteres den først for å få tilgang til dataene. Når dataene er tillatt, demonteres de. Tilgangstiden til minnet vil være tregere i magnetstripen, så vel som det vil ta noen minutter å få tilgang til en stripe.
Fordeler med minnehierarki
Behovet for et minnehierarki inkluderer følgende.
- Minnedistribusjon er enkel og økonomisk
- Fjerner ødeleggelse utvendig
- Data kan spres over
- Tillater etterspørsel og forhåndssøking
- Bytte vil være mer dyktig
Dermed handler dette om minnehierarki . Av informasjonen ovenfor kan vi til slutt konkludere med at den hovedsakelig brukes til å redusere bitkostnaden, tilgangsfrekvensen og for å øke kapasiteten, tilgangstiden. Så det er opp til designeren hvor mye de trenger disse egenskapene for å tilfredsstille forbrukernes nødvendigheter. Her er et spørsmål til deg, minnehierarki i OS ?
