Τι είναι η ιεραρχία μνήμης;

Η ιεραρχία μνήμης είναι η ιεραρχία των συσκευών μνήμης και αποθήκευσης που βρίσκονται σε έναν υπολογιστή.Συχνά απεικονίζεται ως τρίγωνο, το κάτω μέρος του τριγώνου αντιπροσωπεύει μεγαλύτερες, φθηνότερες και βραδύτερες συσκευές αποθήκευσης, ενώ η κορυφή του τριγώνου αντιπροσωπεύει μικρότερες, ακριβότερες και ταχύτερες συσκευές αποθήκευσης.Αυτό χρησιμοποιείται συχνά στη θεωρία και το σχεδιασμό υπολογισμού, έτσι ώστε οι προγραμματιστές να γνωρίζουν πώς να διαχειρίζονται τα διαφορετικά συστήματα μνήμης κατά την οικοδόμηση ενός υπολογιστή.Γνωρίζοντας πώς να χειριστούν την ιεραρχία μνήμης, οι προγραμματιστές μπορούν να κατασκευάσουν ταχύτερους υπολογιστές.

Το τρίγωνο ιεραρχίας μνήμης είναι μια τεχνική απεικόνισης που βοηθά τους καταναλωτές και τους προγραμματιστές να κατανοήσουν πώς λειτουργεί η μνήμη.Στο κάτω μέρος, υπάρχουν φτηνές συσκευές αποθήκευσης με μεγάλες ποσότητες μνήμης, όπως ο σκληρός δίσκος ή η μαγνητική ταινία.Υψηλότερη, υπάρχει μνήμη τυχαίας πρόσβασης (RAM), η οποία έχει μέση χωρητικότητα και ταχύτητα.Στην κορυφή της μνήμης και των επεξεργαστών, και οι δύο είναι πολύ γρήγοροι, αλλά έχουν μικρές ικανότητες.Το τρίγωνο οργανώνεται κυρίως από το χρόνο απόκρισης, αλλά υπάρχει επίσης συσχέτιση μεταξύ παραγόντων όπως το μέγεθος, η χωρητικότητα και η τιμή της μνήμης.Ενώ τα τμήματα του τριγώνου μπορούν να χειραγωγηθούν, η μετακίνηση των τμημάτων γύρω από τους κανόνες.Για παράδειγμα, ένας προγραμματιστής θα μπορούσε να αλλάξει το ρόλο του σκληρού δίσκου στο ρόλο της RAM.Εάν συμβεί αυτό, ο υπολογιστής θα ήταν πολύ αργός όταν φορτώνετε άμεσες πληροφορίες, όπως αρχεία και ιστότοπους και θα ήταν σε θέση να κρατήσει μικρά δεδομένα για μακροπρόθεσμη αποθήκευση, καθιστώντας τον υπολογιστή σχεδόν άχρηστο.Η εναλλαγή των τμημάτων του τριγώνου δεν είναι ο σωστός τρόπος για να μεγιστοποιηθεί το δυναμικό ενός υπολογιστή. Το χειρισμό του τριγώνου με τον σωστό τρόπο είναι ο τρόπος με τον οποίο οι προγραμματιστές αυξάνουν την αποτελεσματικότητα ενός υπολογιστή.Για παράδειγμα, εάν οι μονάδες αποθήκευσης γίνονται πολύ απλές, με μικρότερο μέγεθος και πολυπλοκότητα, η ιεραρχία της μνήμης λειτουργεί καλύτερα.Επίσης, εάν οι προγραμματιστές μπορούν να το κάνουν, οι πληροφορίες μπορούν να υποβληθούν σε επεξεργασία σε υψηλότερα τμήματα της ιεραρχίας μνήμης, για παράδειγμα, χρησιμοποιώντας τον επεξεργαστή αντί της RAM, τότε ο υπολογιστής κινείται γρηγορότερα.Αυτό δεν μετακινεί τα τμήματα γύρω, τα βελτιστοποιεί μόνο.

Ενώ η απεικόνιση της ιεραρχίας της μνήμης είναι πολύ απλή και η μνήμη μπορεί να χειριστεί για να πάει σε διαφορετικά τμήματα, είναι δύσκολο να γνωρίζουμε ακριβώς πού θα αποθηκευτεί ή θα χρησιμοποιηθεί η μνήμη.Οι προγραμματιστές πρέπει να εκτιμήσουν αυτόν τον παράγοντα, επειδή αρκετές διαφορετικές μονάδες θα επεξεργάζονται γενικά τη μνήμη ταυτόχρονα ή η μνήμη μπορεί να μεταβεί από το ένα τμήμα στο άλλο.Τα καλά κατασκευασμένα προγράμματα θα είναι συνήθως σε θέση να προβλέψουν πού θα αποθηκευτεί ή θα επεξεργαστεί η μνήμη, αλλά υπάρχει ένας τυχαίος παράγοντας για τον οποίο οι προγραμματιστές δεν μπορούν πάντα να λαμβάνουν υπόψη, γι 'αυτό και η ιεραρχία της μνήμης είναι πολύ πιο ρευστό από την απεικόνιση του τριγώνου.