Иерархия памяти компьютера

Физическая и логическая память компьютера

Запоминающие устройства компьютера разделяют, как минимум, на два уровня: основную (главную, оперативную, физическую) и вторичную (внешнюю) память. Основная память представляет собой упорядоченный массив однобайтовых ячеек, каждая из которых имеет свой уникальный адрес (номер). Процессор извлекает команду из основной памяти, декодирует и выполняет ее. Для выполнения команды могут потребоваться обращения еще к нескольким ячейкам основной памяти. Обычно основная память изготавливается с применением полупроводниковых технологий и теряет свое содержимое при отключении питания. Основная память необходима для реализации вычислений. Она входит в архитектуру процессора. Вторичную память (это главным образом диски) также можно рассматривать как одномерное линейное адресное пространство, состоящее из последовательности байтов. В отличие от оперативной памяти, она является энергонезависимой, имеет существенно большую ёмкость и используется в качестве расширения основной памяти.

Эту схему можно дополнить еще несколькими промежуточными уровнями, как показано на рисунке Разновидности памяти могут быть объединены в иерархию по убыванию времени доступа, возрастанию цены и увеличению емкости

Рис. 41 иерархия памяти

Многоуровневую схему используют следующим образом. Информация, которая находится в памяти верхнего уровня, обычно хранится также на уровнях ниже. Если процессор не обнаруживает нужную информацию на i-м уровне, он начинает искать ее на более низких уровнях. Когда нужная информация найдена, она переносится в более верхние (быстрые) уровни. Управлением иерархией памяти занимается специальная программа – менеджер памяти. Менеджер памяти отслеживает размер выделяемой памяти процессам, выделяет память нуждающимся в ней процессам и очищает память после завершения работы процесса. Кроме этого он активно участвует в планировании работы процессов.