作業系統的記憶體層次是什麼?


在計算機系統內部,記憶體層次結構從最快到最慢排列如下:

  • 暫存器

  • 快取記憶體

  • 主記憶體或主儲存器

  • 輔助儲存器

記憶體層次結構如下圖所示:

讓我們詳細討論每種記憶體。

暫存器

暫存器是速度非常快的記憶體,位於CPU內部。它是一種臨時儲存裝置,這意味著它臨時儲存資料。通常,它們建立一個通用暫存器檔案來儲存資料。暫存器檔案的容量為32個數據字,每個暫存器都可以在單個時鐘週期內讀取或寫入。

快取記憶體

快取記憶體是暫存器之後的下一級。它也是一種臨時儲存裝置。它在邏輯上位於CPU暫存器和主記憶體之間。

與主記憶體相比,快取的儲存容量較小,但快取的訪問速度比主記憶體快,比暫存器慢,因為部分或全部快取可以與CPU位於同一積體電路 (IC) 上。

快取是高效能計算機的重要組成部分。

主記憶體或主儲存器

它是一種位於主機板上的外部儲存器,用於儲存正在使用的程式和資料。在主記憶體中,儲存位置可以直接透過CPU的載入和儲存指令定址。

而使用的IC技術與CPU暫存器檔案類似,但由於主記憶體容量較大且與CPU分離,因此訪問速度較慢。五次或更多次時鐘週期的訪問時間是常見的。

輔助儲存器

這種記憶體容量很大,但與其他型別的記憶體相比,速度通常要慢得多。它儲存系統程式、大型資料檔案。與輔助儲存器相比,主記憶體的容量較小,資訊被認為是聯機的,但透過在主記憶體和輔助儲存器之間傳輸資訊的I/O程式間接訪問。

**例如**——輔助儲存器包括磁性硬碟、隨身碟和CD-ROM等。儲存容量通常以千兆位元組為單位,訪問時間以毫秒為單位。

更新於:2021年11月25日

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