操作系统的内存层次是什么?


在计算机系统内部,内存层次结构从最快到最慢排列如下:

  • 寄存器

  • 缓存内存

  • 主内存或主存储器

  • 辅助存储器

内存层次结构如下图所示:

让我们详细讨论每种内存。

寄存器

寄存器是速度非常快的内存,位于CPU内部。它是一种临时存储设备,这意味着它临时存储数据。通常,它们创建一个通用寄存器文件来存储数据。寄存器文件的容量为32个数据字,每个寄存器都可以在单个时钟周期内读取或写入。

缓存内存

缓存内存是寄存器之后的下一级。它也是一种临时存储设备。它在逻辑上位于CPU寄存器和主内存之间。

与主内存相比,缓存的存储容量较小,但缓存的访问速度比主内存快,比寄存器慢,因为部分或全部缓存可以与CPU位于同一集成电路 (IC) 上。

缓存是高性能计算机的重要组成部分。

主内存或主存储器

它是一种位于主板上的外部存储器,用于存储正在使用的程序和数据。在主内存中,存储位置可以直接通过CPU的加载和存储指令寻址。

而使用的IC技术与CPU寄存器文件类似,但由于主内存容量较大且与CPU分离,因此访问速度较慢。五次或更多次时钟周期的访问时间是常见的。

辅助存储器

这种内存容量很大,但与其他类型的内存相比,速度通常要慢得多。它存储系统程序、大型数据文件。与辅助存储器相比,主内存的容量较小,信息被认为是联机的,但通过在主内存和辅助存储器之间传输信息的I/O程序间接访问。

**例如**——辅助存储器包括磁性硬盘、U盘和CD-ROM等。存储容量通常以千兆字节为单位,访问时间以毫秒为单位。

更新于:2021年11月25日

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