Che cos'è la gerarchia della memoria?
Gerarchia di memoria è la gerarchia dei dispositivi di memoria e di archiviazione presenti in un computer. Spesso visualizzato come un triangolo, la parte inferiore del triangolo rappresenta dispositivi di archiviazione più grandi, più economici e più lenti, mentre la parte superiore del triangolo rappresenta dispositivi di archiviazione più piccoli, più costosi e più veloci. Questo è spesso usato nella teoria del calcolo e nella progettazione, quindi i programmatori sanno come gestire i diversi sistemi di memoria durante la costruzione di un computer. Sapendo come manipolare la gerarchia della memoria, i programmatori possono costruire computer più veloci.
Il triangolo della gerarchia della memoria è una tecnica di visualizzazione che aiuta i consumatori e i programmatori a capire come funziona la memoria. Nella parte inferiore, ci sono dispositivi di archiviazione economici con grandi quantità di memoria, come il disco rigido o il nastro magnetico. Più in alto, c'è la memoria ad accesso casuale (RAM), che ha capacità e velocità medie. Nella parte superiore poggia cache e processori, entrambi molto veloci ma con capacità ridotte. Il triangolo è organizzato principalmente in base al tempo di risposta, ma esiste anche una correlazione tra fattori quali dimensioni, capacità di memoria e prezzo.
Quando si costruisce un computer, il programmatore deve tenere presente il triangolo della gerarchia di memoria. Mentre parti del triangolo possono essere manipolate, lo spostamento delle sezioni è strettamente contrario alle regole. Ad esempio, un programmatore potrebbe passare il ruolo del disco rigido al ruolo di RAM. In tal caso, il computer sarebbe molto lento durante il caricamento di informazioni immediate come file e siti Web e sarebbe in grado di conservare pochi dati per l'archiviazione a lungo termine, rendendo il computer quasi inutile. Cambiare parti del triangolo non è il modo corretto di massimizzare il potenziale di un computer.
Manipolare il triangolo nel modo giusto è come i programmatori aumentano l'efficienza di un computer. Ad esempio, se le unità di archiviazione sono rese molto semplici, con dimensioni e complessità inferiori, la gerarchia della memoria funziona meglio. Inoltre, se i programmatori riescono a far sì che le informazioni possano essere elaborate nelle sezioni più alte della gerarchia di memoria, ad esempio utilizzando il processore anziché la RAM, il computer si sposta più velocemente. Questo non sposta le sezioni, ma le ottimizza solo.
Mentre visualizzare la gerarchia di memoria è molto semplice e la memoria può essere manipolata per andare in diverse sezioni, è difficile sapere esattamente dove verrà archiviata o utilizzata la memoria. I programmatori devono stimare questo fattore, in quanto diverse unità elaboreranno generalmente la memoria contemporaneamente, oppure la memoria può passare da una sezione all'altra. I programmi ben fatti saranno in genere in grado di prevedere dove verrà archiviata o elaborata la memoria, ma esiste un fattore casuale per il quale i programmatori non possono sempre tenere conto, motivo per cui la gerarchia della memoria è molto più fluida di quanto la visualizzazione a triangolo sembri.