讨论计算机体系结构中的内存层次结构？

内存单元是任何数字计算机中的一个重要组件，因为它需要用于保存程序和信息。一台软件有限的非常小的计算机可以在不需要额外存储容量的情况下完成其预期功能。

一个内存单元中没有足够的空间来容纳普通计算机中使用的所有程序。此外，各种计算机用户获取并继续获取大量的数据处理软件。并非所有获取的数据都需要处理器在相同时间使用。因此，使用低成本的存储设备作为备份来保存 CPU 不经常使用的数据，在成本效益方面更为有效。

直接连接到 CPU 的内存单元称为主内存。提供备份存储的计算机称为辅助存储器。在普通计算机系统中提供存储的最常见设备是磁磁盘和磁带。

它们主要用于存储系统程序、大型信息文件和其他备份信息。只有处理器当前需要的程序和数据驻留在主内存中。所有其他数据都保存在辅助/二级存储器中，并在需要时传输到主内存。

设备的总内存容量可以被视为一个组件结构。内存层次结构系统包括设备系统中所有工作的存储设备，从容量适中但较大的辅助存储器到大约更快的主内存，再到更小且更快的缓存内存，适用于高速处理逻辑。

该图显示了典型内存层次结构中的组件。

主内存占据主要区域，因为它能够通过输入/输出 (I/O) 处理器直接连接到 CPU 和辅助存储设备。当 CPU 需要主内存中不存在的程序时，它们将从辅助存储器中调入。

为了提高处理速度，使用了称为缓存的超高速内存。它有助于使 CPU 以高速访问当前数据和程序。缓存内存用于计算机系统中，以弥补主内存访问时间和处理器逻辑速度之间的差异。

缓存访问时间几乎等于处理器逻辑时钟周期时间。缓存用于存储以下内容：

• 当前在 CPU 中执行的程序片段
• 当前操作中重复需要的临时数据

Ginni

更新于：2021-07-27

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