Тема: Ієрархічна структура пам'яті. Віртуальна пам’ять

Ієрархічна структура пам'яті є традиційним рішенням проблеми збереження великої кількості даних. Вона зображена на мал. 6.7. Зверху знаходяться регістри процесора. Доступ до регістрів здійснюється швидше всього. Далі йде кеш-пам'ять, обсяг якої зараз складає від 32 Кбайт до декількох мегабайт. Потім - основна пам'ять, що у теперішній час може уміщати від 16 Мбайт до десятків гігабайтів. Далі йдуть магнітні диски і, нарешті, нагромаджувачі на магнітній стрічці й оптичні диски, що використовуються для збереження архівної інформації.

В міру просування за структурою зверху вниз зростають три параметри. По-перше, збільшується час доступу. Доступ до регістрів займає кілька наносекунд, доступ до кеш-пам'яті — ненабагато більше, доступ до основної пам'яті — кілька десятків наносекунд. Далі йде великий розрив: доступ до дисків займає принаймні 10 мкс, а час доступу до магнітних стрічок і оптичних дисків узагалі може вимірятися в секундах (оскільки ці нагромаджувачі інформації ще потрібно взяти і помістити у відповідний пристрій).

По-друге, збільшується обсяг пам'яті. Регістри можуть містити в кращому випадку 128 байтів, кеш-пам'ять — кілька мегабайтів, основна пам'ять — десятки тисяч мегабайтів, магнітні диски — від декількох гігабайтів до декількох десятків гігабайтів. Магнітні стрічки й оптичні диски зберігаються автономно від комп'ютера, тому їхній обсяг обмежується тільки фінансовими можливостями власника.

По-третє, збільшується кількість бітів, що ви одержуєте за 1 долар. Вартість обсягу основної пам'яті виміряється в доларах за мегабайт, обсяг магнітних дисків — у центах за мегабайт, а обсяг магнітної стрічки — у доларах за гігабайти чи ще дешевше.

Нагромаджувачі на магнітних стрічках ми розглядати не будемо, оскільки вони дуже рідко використовуються; до того ж про них практично нічого сказати.