Hvad er hukommelseshierarki?

Hukommelseshierarki er hierarkiet af hukommelses- og lagerenheder, der findes på en computer.Ofte visualiseret som en trekant repræsenterer bunden af trekanten større, billigere og langsommere lagerenheder, mens toppen af trekanten repræsenterer mindre, dyrere og hurtigere lagerenheder.Dette bruges ofte i beregningsteori og design, så programmerere ved, hvordan man administrerer de forskellige hukommelsessystemer, når de bygger en computer.Ved at vide, hvordan man manipulerer hukommelseshierarkiet, kan programmerere opbygge hurtigere computere.

Hukommelseshierarkiets trekant er en visualiseringsteknik, der hjælper forbrugere og programmerere med at forstå, hvordan hukommelsen fungerer.I bunden er der billige lagerenheder med store mængder hukommelse, som harddisken eller magnetbåndet.Højere op er der tilfældig adgangshukommelse (RAM), der har medium kapacitet og hastighed.På toppen hviler cache og processorer, som begge er meget hurtige, men har små kapaciteter.Trekanten er primært organiseret efter responstid, men der er også en sammenhæng mellem faktorer som størrelse, hukommelseskapacitet og pris.

Når du bygger en computer, skal programmereren holde hukommelseshierarki -trekanten i tankerne.Mens dele af trekanten kan manipuleres, er bevægelige sektioner strengt imod reglerne.For eksempel kunne en programmør skifte harddiskens rolle til rollen som RAM.Hvis dette sker, ville computeren være meget langsom, når du indlæser øjeblikkelige oplysninger såsom filer og websteder, og ville være i stand til at indeholde små data til langvarig lagring, hvilket gør computeren næsten ubrugelig.Skift af dele af trekanten er ikke den rigtige måde at maksimere en computers potentiale på.

Manipulering af trekanten på den rigtige måde er, hvordan programmerere øger en computers effektivitet.For eksempel, hvis opbevaringsenhederne er lavet til at være meget enkel, med mindre størrelse og kompleksitet, fungerer hukommelseshierarkiet bedre.Hvis programmerere også kan gøre det, så kan information behandles i højere sektioner af hukommelseshierarkiet, for eksempel ved hjælp af processoren i stedet for RAM, bevæger computeren sig hurtigere.Dette bevæger ikke sektionerne rundt, det optimerer dem kun.

Mens visualisering af hukommelseshierarki er meget enkelt, og hukommelsen kan manipuleres til at gå i forskellige sektioner, er det vanskeligt at vide nøjagtigt, hvor hukommelsen vil blive gemt eller brugt.Programmerere skal estimere denne faktor, fordi flere forskellige enheder generelt behandler hukommelsen på én gang, eller hukommelsen kan gå fra et afsnit til en anden.Velfremstillede programmer vil typisk være i stand til at forudse, hvor hukommelsen vil blive gemt eller forarbejdet, men der er en tilfældig faktor, som programmerere ikke altid kan redegøre