Иерархия системы памяти компьютера

Память считают узким местом ВМ из-за серьезного отставания по быстродействию от процессора.

Самый быстрый, но минимальный по объему уровень – регистры (сверхоперативные ЗУ). Как правило количество регистров не велико, но, например, в RISC-процессорах их много (32-500).

Основная память (ОП) значительно большей емкости располагается несколькими уровнями ниже.

Между ОП и регистрами – КЭШ-память, которая по емкости существенно проигрывает ОП, но существенно превосходит ее по быстродействию. В современных ВМ КЭШ-памяти несколько. Каждый ее последующий уровень имеет большую емкость и худшее быстродействие. КЭШ-память предназначена для временного хранения данных; она предугадывает пожелания процессора, что потребует процессор в следующую микросекунду. ОС подставляет в КЭШ данные, которые могут понадобиться процессору далее. Искусство ОС – предугадать желания процессора.

Долговременное хранение больших объемов информации обеспечивается внешними запоминающими устройствами – внешняя память.

ОП представляет собой вид памяти, к которой центральный процессор (ЦП) может обращаться непосредственно. Информация, хранящаяся на внешних ЗУ, становится доступной для процессора, когда она будет переписана в ОП.

ОП образована ЗУ с произвольным доступом (обращение к ячейкам занимает одно и то же время, обращение производится в любой последовательности).

ОП может включать в себя два типа устройств:

‒ Оперативные ЗУ (ОЗУ)

‒ Постоянные ЗУ (ПЗУ)

ОЗУ – образуют преимущественную долю памяти. ОЗУ допускают как чтение, так и запись информации. Для большинства ОЗУ характерна энергозависимость.

ПЗУ – специализируются на чтении (считывании) информации, не допускают ее изменения. ПЗУ энергонезависимы.