Hiérarchie de la mémoire dans l'architecture informatique

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Dans la conception du système informatique, un processeur , ainsi qu'une grande quantité de périphériques de mémoire, a été utilisée. Cependant, le principal problème est que ces pièces sont coûteuses. Alors le organisation de la mémoire du système peut être fait par la hiérarchie de la mémoire. Il dispose de plusieurs niveaux de mémoire avec des taux de performances différents. Mais tout cela peut fournir un but précis, de sorte que le temps d'accès peut être réduit. La hiérarchie de la mémoire a été développée en fonction du comportement du programme. Cet article présente une vue d'ensemble de la hiérarchie de la mémoire dans l'architecture informatique.

Qu'est-ce que la hiérarchie de la mémoire?

La mémoire d'un ordinateur peut être divisée en cinq hiérarchies en fonction de la vitesse et de l'utilisation. Le processeur peut passer d'un niveau à un autre en fonction de ses besoins. Les cinq hiérarchies de la mémoire sont les registres, le cache, la mémoire principale, les disques magnétiques et les bandes magnétiques. Les trois premières hiérarchies sont des mémoires volatiles, c'est-à-dire lorsqu'il n'y a pas d'alimentation, puis automatiquement elles perdent leurs données stockées. Alors que les deux dernières hiérarchies ne sont pas volatiles, ce qui signifie qu'elles stockent les données en permanence.




Un élément mémoire est l'ensemble des périphériques de stockage qui stocke les données binaires dans le type de bits. En général, le stockage de la mémoire peuvent être classés en deux catégories telles que volatile et non volatile.

Hiérarchie de la mémoire dans l'architecture informatique

Le conception de la hiérarchie de la mémoire dans un système informatique comprend principalement différents périphériques de stockage. La plupart des ordinateurs étaient dotés d'un stockage supplémentaire pour fonctionner plus puissamment au-delà de la capacité de la mémoire principale. Le suivant diagramme de hiérarchie de la mémoire est une pyramide hiérarchique de la mémoire informatique. La conception de la hiérarchie de la mémoire est divisée en deux types tels que la mémoire principale (interne) et la mémoire secondaire (externe).



Hiérarchie de la mémoire

Hiérarchie de la mémoire

Mémoire primaire

La mémoire principale est également connue sous le nom de mémoire interne, et elle est accessible directement par le processeur. Cette mémoire comprend les registres principal, cache et CPU.


Mémoire secondaire

La mémoire secondaire est également appelée mémoire externe, et elle est accessible par le processeur via un module d'entrée / sortie. Cette mémoire comprend un disque optique, un disque magnétique et une bande magnétique.

Caractéristiques de la hiérarchie de la mémoire

Les caractéristiques de la hiérarchie de la mémoire comprennent principalement les éléments suivants.

Performance

Auparavant, la conception d'un système informatique se faisait sans hiérarchie de mémoire, et l'écart de vitesse entre la mémoire principale ainsi que les registres du processeur s'améliorait en raison de l'énorme disparité du temps d'accès, ce qui entraînerait une baisse des performances du système. Donc, l'amélioration était obligatoire. L'amélioration de ceci a été conçue dans le modèle de hiérarchie de mémoire en raison de l'augmentation des performances du système.

Capacité

La capacité de la hiérarchie de la mémoire est la quantité totale de données que la mémoire peut stocker. Parce que chaque fois que nous passons de haut en bas dans la hiérarchie de la mémoire, la capacité augmentera.

Temps d'accès

Le temps d'accès dans la hiérarchie de la mémoire est l'intervalle de temps entre la disponibilité des données ainsi que la demande de lecture ou d'écriture. Parce que chaque fois que nous passons de haut en bas dans la hiérarchie de la mémoire, le temps d'accès augmentera

Coût par bit

Lorsque nous passons de bas en haut dans la hiérarchie de la mémoire, le coût de chaque bit augmentera, ce qui signifie qu'une mémoire interne est chère par rapport à la mémoire externe.

Conception de la hiérarchie de la mémoire

La hiérarchie de la mémoire dans les ordinateurs comprend principalement les éléments suivants.

Registres

Habituellement, le registre est une RAM statique ou une SRAM dans le processeur de l'ordinateur qui est utilisée pour contenir le mot de données qui est typiquement de 64 ou 128 bits. Le compteur de programmes le registre est le plus important ainsi que trouvé dans tous les processeurs. La plupart des processeurs utilisent un registre de mots d'état ainsi qu'un accumulateur. Un registre de mots d'état est utilisé pour la prise de décision et l'accumulateur est utilisé pour stocker les données comme une opération mathématique. Habituellement, les ordinateurs aiment ordinateurs de jeu d'instructions complexes avoir autant de registres pour accepter la mémoire principale, et Jeu d'instructions réduit RISC les ordinateurs ont plus de registres.

Mémoire cache

La mémoire cache peut également être trouvée dans le processeur, mais il peut en être rarement une autre IC (circuit intégré) qui est séparé en niveaux. Le cache contient le bloc de données fréquemment utilisé à partir de la mémoire principale. Lorsque le processeur a un seul cœur, il aura rarement deux (ou) plus de niveaux de cache. Les processeurs multicœurs actuels auront trois, 2 niveaux pour chaque cœur et un niveau est partagé.

Mémoire principale

La mémoire principale de l'ordinateur n'est rien d'autre que l'unité de mémoire dans le CPU qui communique directement. C'est l'unité de stockage principale de l'ordinateur. Cette mémoire est rapide ainsi qu'une grande mémoire utilisée pour stocker les données tout au long des opérations de l'ordinateur. Cette mémoire est composée de RAM ainsi que de ROM.

Disques magnétiques

Les disques magnétiques de l'ordinateur sont des plaques circulaires fabriquées en plastique ou en métal par un matériau magnétisé. Fréquemment, deux faces du disque sont utilisées ainsi que de nombreux disques peuvent être empilés sur une broche par des têtes de lecture ou d'écriture pouvant être obtenues sur chaque plan. Tous les disques de l'ordinateur tournent ensemble à grande vitesse. Les traces dans l'ordinateur ne sont rien d'autre que des bits qui sont stockés dans le plan magnétisé à des endroits proches de cercles concentriques. Celles-ci sont généralement séparées en sections appelées secteurs.

Bande magnetique

Cette bande est un enregistrement magnétique normal qui est conçu avec un mince revêtement magnétisable sur un film plastique étendu de la bande mince. Ceci est principalement utilisé pour sauvegarder d'énormes données. Chaque fois que l'ordinateur a besoin d'accéder à une bande, il se monte d'abord pour accéder aux données. Une fois que les données sont autorisées, elles seront démontées. Le temps d'accès à la mémoire sera plus lent dans la bande magnétique et il faudra quelques minutes pour accéder à une bande.

Avantages de la hiérarchie de la mémoire

Le besoin d'une hiérarchie de mémoire comprend les éléments suivants.

  • La distribution de la mémoire est simple et économique
  • Supprime la destruction externe
  • Les données peuvent être réparties partout
  • Permet la pagination de la demande et la pré-pagination
  • L'échange sera plus efficace

Ainsi, il s'agit de hiérarchie de la mémoire . À partir des informations ci-dessus, enfin, nous pouvons conclure qu'il est principalement utilisé pour diminuer le coût du bit, la fréquence d'accès et pour augmenter la capacité, le temps d'accès. Il appartient donc au concepteur à quel point il a besoin de ces caractéristiques pour satisfaire les besoins de ses consommateurs. Voici une question pour vous, hiérarchie de la mémoire dans le système d'exploitation ?