10.1. Ієрархічна організація пам'яті комп'ютера

В комп'ютері використовується декілька різних типів пам'яті. Це пов'язано з тим, що неможливо одним типом пам'яті вирішити всі завдання, які стоять перед нею, в першу чергу забезпечити велику ємність та високу швидкодію. Разом з тим, постає завдання забезпечення ефективної взаємодії всіх типів пам'яті, щоб система пам'яті в цілому за­довольняла всі вимоги з боку інших вузлів комп'ютера. Як буде показано в даному розді­лі, це можливо здійснити завдяки використанню при побудові системи пам'яті підходу, відомого як принцип ієрархічної організації пам'яті.

Відповідно до цього принципу пам'ять комп'ютера будується на основі пристроїв пам'яті різних типів, які, залежно від характеристик, належать до певного рівня ієрархії. Пам'ять нижчого рівня має меншу ємність, швидша і має більшу вартість в перерахунку на біт, ніж пам'ять вищого рівня. Рівні ієрархії взаємозв'язані: всі дані на одному рівні можуть бути також знайдені на вищому рівні, і всі дані на цьому вищому рівні можуть бути знайдені на наступному вищому рівні і т. д. З рухом вверх по ієрархічній струк­турі зменшується співвідношення вартість/біт, зростає ємність та час доступу. Однак завдяки принципу локальності за зверненням з рухом вверх по ієрархічній структурі зменшується частота звернення до пам'яті з боку центрального процесора, що веде до зменшення загальної вартості при заданому рівні продуктивності.

Принципи забезпечення ефективної взаємодії між рівнями ієрархії пам'яті розгля­даються в даному розділі.