Что такое иерархия памяти?

Иерархия памяти - это иерархия памяти и запоминающих устройств, найденных в компьютере. Часто представленный в виде треугольника, нижняя часть треугольника представляет большие, более дешевые и медленные устройства хранения данных, а верхняя часть треугольника представляет собой более мелкие, более дорогие и более быстрые устройства хранения данных. Это часто используется в теории и дизайне вычислений, поэтому программисты знают, как управлять различными системами памяти при сборке компьютера. Зная, как управлять иерархией памяти, программисты могут создавать более быстрые компьютеры.

Треугольник иерархии памяти - это метод визуализации, который помогает потребителям и программистам понять, как работает память. Внизу находятся дешевые устройства хранения данных с большим объемом памяти, такие как жесткий диск или магнитная лента. Выше находится оперативная память (ОЗУ), которая имеет среднюю емкость и скорость. В верхней части находятся кэш и процессоры, которые работают очень быстро, но имеют небольшую емкость. Треугольник в основном организован по времени отклика, но существует также корреляция между такими факторами, как размер, объем памяти и цена.

При создании компьютера программист должен учитывать треугольник иерархии памяти. В то время как части треугольника можно манипулировать, перемещение секций строго противоречит правилам. Например, программист может переключить роль жесткого диска на роль оперативной памяти. Если это произойдет, компьютер будет очень медленно загружать немедленную информацию, такую ​​как файлы и веб-сайты, и сможет хранить мало данных для длительного хранения, что сделает компьютер практически бесполезным. Переключение частей треугольника не является правильным способом максимизации потенциала компьютера.

Правильное управление треугольником - это то, как программисты повышают эффективность компьютера. Например, если единицы хранения сделаны очень простыми, с меньшими размерами и сложностью, иерархия памяти работает лучше. Кроме того, если программисты могут сделать так, чтобы информация могла обрабатываться в более высоких разделах иерархии памяти, например, с использованием процессора вместо ОЗУ, тогда компьютер движется быстрее. Это не перемещает разделы, а только оптимизирует их.

В то время как визуализация иерархии памяти очень проста, и памятью можно манипулировать, чтобы разделить ее на части, трудно точно определить, где память будет храниться или использоваться. Программисты должны оценить этот фактор, потому что несколько различных модулей обычно обрабатывают память одновременно, или память может переходить из одного раздела в другой. Хорошо сделанные программы, как правило, будут в состоянии предвидеть, где будет храниться или обрабатываться память, но есть случайный фактор, который программисты не всегда могут объяснить, поэтому иерархия памяти гораздо более подвижна, чем кажется на первый взгляд.