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4.1 Hierarquia de memória
Quando o computador é executado, quase todas as instruções envolvem o acesso à memória; portanto, a velocidade de acesso à memória é necessária para acompanhar a velocidade de operação do processador. Em outras palavras, a velocidade da memória deve ser muito rápida e pode corresponder à velocidade do processador, caso contrário, obviamente, afetará a operação do processador. Além disso, é necessário que a memória tenha uma capacidade muito grande e o preço da memória deve ser muito baixo.
4.1.1 Sistema de memória multicamadas
1. Estrutura multicamada da memória
Para computadores de uso geral, a hierarquia de armazenamento deve ter pelo menos três níveis: o nível mais alto é o registro da CPU, o meio é o armazenamento principal e a parte inferior é o armazenamento auxiliar. Em computadores de última geração, também pode ser subdividido em 6 camadas, de acordo com funções específicas: registros, cache, memória principal, cache de disco, disco fixo e mídia de armazenamento removível,
conforme mostrado na figura a seguir:
2. Memória executável
Na hierarquia de armazenamento dos sistemas de computador, os registros e a memória principal também são chamados de memória executável. Para as informações armazenadas nele, comparadas com as informações armazenadas no armazenamento auxiliar, o mecanismo de acesso adotado pelo computador é diferente e o tempo necessário também é diferente. Um processo pode usar uma instrução de carregamento ou armazenamento para acessar a memória executável em alguns ciclos de clock. No entanto, o acesso ao armazenamento auxiliar precisa ser realizado através do dispositivo de E / S. Portanto, o acesso envolverá interrupções, drivers de dispositivo e a operação do dispositivo físico, o que requer muito mais tempo do que o acesso à memória executável. A diferença é geralmente 3 ordens de magnitude ou mais.
4.1.2 Memória principal e registradores
1. memória principal
A memória principal é conhecida como memória ou memória principal, para abreviar. É o componente principal em um sistema de computador, é usada para salvar programas e dados quando um processo está em execução, também é chamada de memória executável.
2. Registre-se
O registro possui a mesma velocidade do processador, portanto a velocidade de acesso ao registro é a mais rápida e pode funcionar em coordenação com a CPU, mas o preço é muito caro, portanto a capacidade não pode ser muito grande.
4.1.3 Informar o cache e o cache do disco
1. Cache O
cache é um componente importante da arquitetura moderna do computador, é uma memória entre registradores e memória e é usado principalmente para fazer backup dos dados mais usados na memória principal para reduzir o número de vezes que o processador acessa a memória principal. , O que pode melhorar bastante a velocidade de execução do programa. A capacidade do cache é muito maior que o registro, e cerca de duas a três ordens de magnitude menores que a memória, de dezenas de KB a vários MB, a velocidade de acesso é mais rápida que a memória principal.
2. Cache de disco
Como a velocidade atual de E / S do disco é muito menor que a velocidade de acesso à memória principal, para facilitar a incompatibilidade de velocidade entre os dois, um cache de disco é configurado, usado principalmente para armazenar temporariamente uma parte do uso frequente. Dados e informações do disco para reduzir o número de acessos ao disco. No entanto, o cache do disco é diferente do cache.Não é uma memória real, mas usa parte do espaço de armazenamento na memória principal para armazenar temporariamente as informações lidas (ou gravadas) do disco. A memória principal também pode ser considerada como o cache da memória auxiliar, porque os dados na memória auxiliar devem ser copiados para a memória principal antes de serem utilizados, caso contrário, os dados também devem ser armazenados na memória principal antes de serem enviados para a memória auxiliar.
