A hierarchikus szervezet, számítógép memóriájában
Jellemzők a memória és a teljesítmény egymásnak ellentmondó a költségek tekintetében. RAM legalább három nagyságrenddel gyorsabb, mint a külső memória, de a szabály, illékony, és sokkal drágább, és ami még fontosabb, korlátozott mennyiségű. A probléma megoldására a számítógép memóriájában szervezett hierarchikus módon.
Memory modern számítógép egy többszintű hierarchikus szerkezetű, magasabb szintű kevesebb mennyiség, gyorsabb és nagyobb költség byte, mint az alacsonyabb szinteken. hierarchia szintek állnak egymással: az összes adatot egy szinten is megtalálható az alsó szinten, és az összes adatot ezen alsó szinten található a következő alacsonyabb réteg, és így tovább, amíg elérjük a bázis a hierarchiában.
A hierarchia memória általában áll több szinten, de minden alkalommal csak két közeli szinten. A minimális információs egység, amely vagy jelen van vagy nincs jelen a két-szintű hierarchia nazyvaetsyablokom. A blokk mérete lehet fix vagy változó. Ha ez a méret nem került rögzítésre, a memória többszöröse a blokk méretét.
Siker vagy kudarc a fellebbezést a magasabb szintű memória, az sootvetstvennopopadaniem (hit), vagy hagyja (miss). Hit - van utalás egy objektum a memóriában, amely megtalálható egy magasabb szinten, míg kakpromah azt jelenti, hogy nem található ezen a szinten. Arányra vonatkozó eredmények (találati arány), vagy találati arány (találati arány) aránya a referenciák talált magasabb szinten. Néha úgy tűnik százalék. A részesedése balesetveszélyes (miss rate) a töredéke hívások, amelyek nem találhatók meg egy magasabb szinten.
Mivel a termelékenység növekedése a fő oka a memória hierarchiát, gyakorisága találatok és balesetveszélyes fontos jellemzője.
A kezelési időt hit (találatot idő) az az idő, a kezelést magasabb szintre a hierarchia, amely magában foglalja, különösen a szükséges idő, hogy meghatározzuk, hogy a kezelés találatot, vagy kihagyott.
Veszteség hagyj (miss büntetés) van ideje, hogy az egység cseréje magasabb szinten egy blokk egy alacsonyabb szinten, valamint az az időtartam, hogy át a blokk, hogy a kívánt eszközt. Veszteség slip közé tartoznak továbbá két részből áll: egy hozzáférési idő (elérési idő) - A kezelés ideje az első szó a blokk a kisasszony, és átviteli idő (átszállási idő) - további időt szállítmány fennmaradó blokk a szavak. A hozzáférési idő társított memória késleltetés egy alacsonyabb szinten, míg az átviteli időt társított csatorna sávszélesség két szomszédos szintjei memória eszközök. Nyilvánvaló, hogy ha alacsony sebesség arányt eredményez hierarchikus struktúrát fogja keresni a legkisebb sebesség, lassú hierarchiáját.
Másfelől, a feldolgozott adatok általában strukturált, és ezek a szerkezetek általában tároljuk egymást követő memóriahelyein. Ez a funkció az úgynevezett térbeli lokalitás adat. Ezen túlmenően a program tartalmaz egy csomó kis hurkok és szubrutinok, kis, helyi alapú oktatás szetteket lehet ismételni többször egy ideig. Ez a funkció az időbeli településen a program.
Ábra. 3.1. Hierarchikusan strukturált memória
Ábra. 3.1 azt mutatja, hogy a hierarchikus építési memória biztosítja a megnövelt memória kapacitást. Ebben az esetben, akkor könnyen belátható, hogy az adatok közötti gyors és lassú memória kell végezni, összhangban egy algoritmus eléréséhez minden memória erősen le van terhelve a programozás során. Ennek módja, ki ez a helyzet volt az ötlet megszületésétől a virtuális memóriát. Az Virtualizáció utal, hogy a módszer automatikus hierarchikus tároló menedzsment hogy a programozók úgy gondolja, hogy csak egy nagy sebességű háttértároló. Ábra. 3.1 azt mutatja, hogyan kell meghatározni a kölcsönhatás különböző szintjei között a memória hierarchiát.
A leggyorsabb, hanem a minimális kapacitás a típusú memória - a belső CPU regiszterek, amelyek néha összekapcsolják a koncepció Cache memória eszköz - SRAM. A számos belső regiszterek viszonylag kicsi, még RISC processzorok nem meghaladja a több száz. Memória kapacitása sokkal nagyobb, több szint alatt. Között az OP regiszter található több szintű cache memória, amely lényegében elveszti kapacitását OP, de lényegesen felülmúlja sebesség, amely egyidejűleg nyilvántartásokban. Gyorsítótár szint jelzi az L betű és a szint számát. A modern számítógépek általában két szintű cache (lásd. Ábra. 3.1), bár a legújabb fejlesztéseket, és van egy harmadik szint (L3), amely a fejlesztők szerint tanácsát az adagolás és a negyedik szint L4. SRAM cache és OD alkotnak belső memória a számítógép.
Közötti információcsere a mágneslemez és a fő memória felgyorsítja jelentősen bevezetésével egy további szintjét - a merevlemezen. Lemez cache valósíthatók meg külön memória tartalmazza a mágneses lemezen.
Az alsó szint a hierarchia - a memória, mágneses szalagok és optikai lemezek - használható a hosszú távú információk tárolására (programok és adatok).
Általánosságban azt mondhatjuk, hogy az építkezés egy hierarchikus memória jellemzi a következő rendelkezések lépnek:
1. Számos hierarchikus tárolási információk szervezett egy blokk szintű.
2. Hierarchikus memória szinten különböznek sebessége és kapacitása, valamint a nagy sebességű memóriák van egy kisebb kapacitású és ártalmatlanítani magasabb hierarchikus szintjeit, közelebb a processzor.
3. Az első kezelés eredményeként információs blokkban hajlamos a mozgás lassabb hierarchiában gyorsabb. Mivel a helyi elve kezelés következő hívás a blokk vezet minta csak a nagy sebességű memóriát.
Hierarchikus memória jellemző csökkenés az átlagos CPU idő szolgáltatás. Bizonyos esetekben ez az időszak jellemzi tényleges idő obrascheniyaTef ciklust. Ez az általánosított leírása hierarchikus memória teljesítményét függvénye memória komponensek, valamint a közti kölcsönhatás módja ezen komponensek és a processzor (vagy processzorok esetében párhuzamos SC).
Például, ha a memória egy kétszintű struktúrát - OP és a cache memória, Tef lehet írott formában az alábbi funkciók: