Phân cấp bộ nhớ là gì?

Phân cấp bộ nhớ là hệ thống phân cấp của các thiết bị bộ nhớ và lưu trữ được tìm thấy trong máy tính.Thường được hình dung như một hình tam giác, đáy của tam giác đại diện cho các thiết bị lưu trữ lớn hơn, rẻ hơn và chậm hơn, trong khi đỉnh của tam giác đại diện cho các thiết bị lưu trữ nhỏ hơn, đắt tiền hơn và nhanh hơn.Điều này thường được sử dụng trong lý thuyết và thiết kế tính toán, vì vậy các lập trình viên biết cách quản lý các hệ thống bộ nhớ khác nhau khi xây dựng máy tính.Bằng cách biết cách thao tác phân cấp bộ nhớ, các lập trình viên có thể xây dựng các máy tính nhanh hơn. Tam giác phân cấp bộ nhớ là một kỹ thuật trực quan giúp người tiêu dùng và lập trình viên hiểu cách hoạt động của bộ nhớ.Ở phía dưới, có các thiết bị lưu trữ giá rẻ với một lượng lớn bộ nhớ, như ổ cứng hoặc băng từ tính.Cao hơn, có bộ nhớ truy cập ngẫu nhiên (RAM), có dung lượng và tốc độ trung bình.Ở đầu bộ nhớ cache và bộ xử lý, cả hai đều rất nhanh nhưng có khả năng nhỏ.Tam giác chủ yếu được tổ chức theo thời gian phản hồi, nhưng cũng có mối tương quan giữa các yếu tố như kích thước, dung lượng bộ nhớ và giá cả khi xây dựng máy tính, lập trình viên phải ghi nhớ tam giác phân cấp bộ nhớ.Trong khi các phần của tam giác có thể được thao tác, các phần di chuyển xung quanh là hoàn toàn chống lại các quy tắc.Ví dụ, một lập trình viên có thể chuyển đổi vai trò của ổ cứng sang vai trò của RAM.Nếu điều này xảy ra, máy tính sẽ rất chậm khi tải thông tin ngay lập tức như tệp và trang web và có thể chứa ít dữ liệu để lưu trữ dài hạn, khiến máy tính gần như vô dụng.Chuyển đổi các phần của tam giác không phải là cách chính xác để tối đa hóa tiềm năng của máy tính. Việc điều khiển tam giác đúng cách là cách các lập trình viên tăng hiệu quả của máy tính.Ví dụ, nếu các đơn vị lưu trữ được thực hiện rất đơn giản, với kích thước và độ phức tạp ít hơn, hệ thống phân cấp bộ nhớ hoạt động tốt hơn.Ngoài ra, nếu các lập trình viên có thể làm cho thông tin có thể được xử lý trong các phần cao hơn của hệ thống phân cấp bộ nhớ, ví dụ, sử dụng bộ xử lý thay vì RAM, thì máy tính di chuyển nhanh hơn.Điều này không di chuyển các phần xung quanh, nó chỉ tối ưu hóa chúng. Trong khi trực quan hóa hệ thống phân cấp bộ nhớ rất đơn giản và bộ nhớ có thể được thao tác để đi trong các phần khác nhau, rất khó để biết chính xác nơi bộ nhớ sẽ được lưu trữ hoặc sử dụng.Các lập trình viên phải ước tính yếu tố này, bởi vì một số đơn vị khác nhau thường sẽ xử lý bộ nhớ cùng một lúc hoặc bộ nhớ có thể đi từ phần này sang phần khác.Các chương trình được chế tạo tốt thường sẽ có thể dự đoán nơi bộ nhớ sẽ được lưu trữ hoặc xử lý, nhưng có một yếu tố ngẫu nhiên mà các lập trình viên không thể luôn luôn, đó là lý do tại sao phân cấp bộ nhớ có nhiều chất lỏng so với hình ảnh hình tam giác dường như.