Co to jest hierarchia pamięci?

Hierarchia pamięci jest hierarchią urządzeń pamięci i pamięci znalezionych w komputerze.Często wizualizowane jako trójkąt, dno trójkąta reprezentuje większe, tańsze i wolniejsze urządzenia do przechowywania, a górna część trójkąta reprezentuje mniejsze, droższe i szybsze urządzenia do przechowywania.Jest to często używane w teorii i projektowaniu obliczeń, więc programiści wiedzą, jak zarządzać różnymi systemami pamięci podczas budowania komputera.Wiedząc, jak manipulować hierarchią pamięci, programiści mogą budować szybsze komputery.

Trójkąt hierarchii pamięci jest techniką wizualizacji, która pomaga konsumentom i programistom zrozumieć, jak działa pamięć.Na dole znajdują się tanie urządzenia do przechowywania z dużymi ilościami pamięci, takimi jak dysk twardy lub taśma magnetyczna.Wyżej, istnieje pamięć o dostępie losowej (RAM), która ma średnią pojemność i prędkość.U góry spoczywa pamięć podręczna i procesory, z których oba są bardzo szybkie, ale mają małe zdolności.Trójkąt jest przede wszystkim zorganizowany przez czas odpowiedzi, ale istnieje również korelacja między takimi czynnikami, jak wielkość, pojemność pamięci i cena.

Podczas budowy komputera programista musi pamiętać o trójkącie hierarchii pamięci.Podczas gdy części trójkąta można manipulować, przenoszenie sekcji wokół jest ściśle sprzeczne z zasadami.Na przykład programista może zmienić rolę dysku twardego na rolę pamięci RAM.Jeśli tak się stanie, komputer byłby bardzo wolny przy ładowaniu natychmiastowych informacji, takich jak pliki i strony internetowe, i byłby w stanie przechowywać niewielkie dane do długoterminowej pamięci, co czyni komputer prawie bezużyteczny.Przełączanie części trójkąta nie jest właściwym sposobem maksymalizacji potencjału komputera.

Manipulowanie trójkątem w odpowiedni sposób, w jaki sposób programiści zwiększają wydajność komputera.Na przykład, jeśli jednostki pamięci są bardzo proste, przy mniejszej wielkości i złożoności, hierarchia pamięci działa lepiej.Ponadto, jeśli programiści mogą to zrobić, aby informacje mogą być przetwarzane w wyższych sekcjach hierarchii pamięci, na przykład za pomocą procesora zamiast pamięci RAM, komputer porusza się szybciej.Nie przesuwa to sekcji, optymalizuje je tylko.

Podczas gdy wizualizacja hierarchii pamięci jest bardzo prosta, a pamięć może być manipulowana w różnych sekcjach, trudno jest dokładnie wiedzieć, gdzie pamięć będzie przechowywana lub używana.Programiści muszą oszacować ten czynnik, ponieważ kilka różnych jednostek zazwyczaj przetwarza pamięć jednocześnie lub pamięć może przejść z jednej sekcji do drugiej.Dobrze wykonane programy zazwyczaj będą w stanie przewidzieć, gdzie pamięć będzie przechowywana lub przetworzona, ale istnieje losowy czynnik, dla którego programiści nie zawsze mogą uwzględnić, dlatego hierarchia pamięci jest znacznie bardziej płynna niż wydaje się, że wizualizacja trójkąta.