కంప్యూటర్ ఆర్కిటెక్చర్లో మెమరీ సోపానక్రమం

కంప్యూటర్ సిస్టమ్ రూపకల్పనలో, ప్రాసెసర్ , అలాగే పెద్ద మొత్తంలో మెమరీ పరికరాలు ఉపయోగించబడ్డాయి. అయితే, ప్రధాన సమస్య ఏమిటంటే, ఈ భాగాలు ఖరీదైనవి. కాబట్టి మెమరీ సంస్థ సిస్టమ్ యొక్క మెమరీ సోపానక్రమం ద్వారా చేయవచ్చు. ఇది వేర్వేరు పనితీరు రేటుతో అనేక స్థాయిల మెమరీని కలిగి ఉంది. కానీ ఇవన్నీ ఖచ్చితమైన ప్రయోజనాన్ని అందించగలవు, యాక్సెస్ సమయం తగ్గించవచ్చు. ప్రోగ్రామ్ యొక్క ప్రవర్తనను బట్టి మెమరీ సోపానక్రమం అభివృద్ధి చేయబడింది. ఈ ఆర్టికల్ కంప్యూటర్ ఆర్కిటెక్చర్‌లో మెమరీ సోపానక్రమం యొక్క అవలోకనాన్ని చర్చిస్తుంది.

మెమరీ సోపానక్రమం అంటే ఏమిటి?

కంప్యూటర్‌లోని మెమరీని వేగం మరియు ఉపయోగం ఆధారంగా ఐదు సోపానక్రమాలుగా విభజించవచ్చు. ప్రాసెసర్ దాని అవసరాల ఆధారంగా ఒక స్థాయి నుండి మరొక స్థాయికి వెళ్ళగలదు. మెమరీలోని ఐదు సోపానక్రమాలు రిజిస్టర్లు, కాష్, మెయిన్ మెమరీ, మాగ్నెటిక్ డిస్క్‌లు మరియు మాగ్నెటిక్ టేపులు. మొదటి మూడు సోపానక్రమాలు అస్థిర జ్ఞాపకాలు, అవి శక్తి లేనప్పుడు అర్థం, ఆపై స్వయంచాలకంగా అవి నిల్వ చేసిన డేటాను కోల్పోతాయి. చివరి రెండు సోపానక్రమాలు అస్థిరంగా ఉండవు, అంటే అవి డేటాను శాశ్వతంగా నిల్వ చేస్తాయి.

మెమరీ మూలకం యొక్క సమితి నిల్వ పరికరాలు ఇది బైనరీ డేటాను బిట్స్ రకంలో నిల్వ చేస్తుంది. సాధారణంగా, మెమరీ నిల్వ అస్థిర మరియు అస్థిరత వంటి రెండు వర్గాలుగా వర్గీకరించవచ్చు.

కంప్యూటర్ ఆర్కిటెక్చర్లో మెమరీ సోపానక్రమం

ది మెమరీ సోపానక్రమం డిజైన్ కంప్యూటర్ సిస్టమ్‌లో ప్రధానంగా వేర్వేరు నిల్వ పరికరాలను కలిగి ఉంటుంది. ప్రధాన మెమరీ సామర్థ్యానికి మించి మరింత శక్తివంతంగా పనిచేయడానికి చాలా కంప్యూటర్లు అదనపు నిల్వతో నిర్మించబడ్డాయి. కిందివి మెమరీ సోపానక్రమం రేఖాచిత్రం కంప్యూటర్ మెమరీ కోసం క్రమానుగత పిరమిడ్. మెమరీ సోపానక్రమం యొక్క రూపకల్పన ప్రాధమిక (అంతర్గత) మెమరీ మరియు ద్వితీయ (బాహ్య) మెమరీ వంటి రెండు రకాలుగా విభజించబడింది.

మెమరీ సోపానక్రమం

ప్రాథమిక మెమరీ

ప్రాధమిక మెమరీని అంతర్గత మెమరీ అని కూడా పిలుస్తారు మరియు దీనిని ప్రాసెసర్ నేరుగా యాక్సెస్ చేస్తుంది. ఈ మెమరీలో మెయిన్, కాష్, అలాగే సిపియు రిజిస్టర్లు ఉన్నాయి.

సెకండరీ మెమరీ

ద్వితీయ మెమరీని బాహ్య మెమరీ అని కూడా పిలుస్తారు మరియు దీనిని ఇన్పుట్ / అవుట్పుట్ మాడ్యూల్ ద్వారా ప్రాసెసర్ ద్వారా యాక్సెస్ చేయవచ్చు. ఈ మెమరీలో ఆప్టికల్ డిస్క్, మాగ్నెటిక్ డిస్క్ మరియు మాగ్నెటిక్ టేప్ ఉన్నాయి.

మెమరీ సోపానక్రమం యొక్క లక్షణాలు

మెమరీ సోపానక్రమం లక్షణాలు ప్రధానంగా ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటాయి.

ప్రదర్శన

ఇంతకుముందు, కంప్యూటర్ సిస్టమ్ రూపకల్పన మెమరీ సోపానక్రమం లేకుండా జరిగింది, మరియు యాక్సెస్ మెమోరీలో సిపియు రిజిస్టర్లలో వేగం అంతరం పెరుగుతుంది ఎందుకంటే యాక్సెస్ సమయంలో భారీ అసమానత ఉంది, ఇది సిస్టమ్ యొక్క తక్కువ పనితీరుకు కారణమవుతుంది. కాబట్టి, విస్తరణ తప్పనిసరి. సిస్టమ్ యొక్క పనితీరు పెరుగుదల కారణంగా దీని యొక్క మెరుగుదల మెమరీ సోపానక్రమం నమూనాలో రూపొందించబడింది.

సామర్థ్యం

మెమరీ సోపానక్రమం యొక్క సామర్థ్యం మెమరీ నిల్వ చేయగల మొత్తం డేటా. ఎందుకంటే మనం మెమరీ సోపానక్రమం లోపల పై నుండి క్రిందికి మారినప్పుడల్లా సామర్థ్యం పెరుగుతుంది.

ప్రాప్యత సమయం

మెమరీ సోపానక్రమంలో ప్రాప్యత సమయం డేటా లభ్యతలో సమయం యొక్క విరామం అలాగే చదవడానికి లేదా వ్రాయడానికి అభ్యర్థన. ఎందుకంటే మనం మెమరీ సోపానక్రమం లోపల పై నుండి క్రిందికి మారినప్పుడు, యాక్సెస్ సమయం పెరుగుతుంది

బిట్‌కు ఖర్చు

మెమరీ సోపానక్రమం లోపల మేము దిగువ నుండి పైకి మారినప్పుడు, ప్రతి బిట్ కోసం ఖర్చు పెరుగుతుంది అంటే బాహ్య మెమరీతో పోలిస్తే అంతర్గత మెమరీ ఖరీదైనది.

మెమరీ సోపానక్రమం డిజైన్

కంప్యూటర్లలోని మెమరీ సోపానక్రమం ప్రధానంగా ఈ క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటుంది.

రిజిస్టర్లు

సాధారణంగా, రిజిస్టర్ అనేది కంప్యూటర్ యొక్క ప్రాసెసర్‌లో స్టాటిక్ RAM లేదా SRAM, ఇది సాధారణంగా 64 లేదా 128 బిట్స్ ఉన్న డేటా పదాన్ని పట్టుకోవడానికి ఉపయోగించబడుతుంది. ప్రోగ్రామ్ కౌంటర్ రిజిస్టర్ చాలా ముఖ్యమైనది అలాగే అన్ని ప్రాసెసర్లలో కనుగొనబడుతుంది. చాలా ప్రాసెసర్లు స్టేటస్ వర్డ్ రిజిస్టర్‌తో పాటు సంచితాన్ని ఉపయోగిస్తాయి. నిర్ణయం తీసుకోవడానికి స్టేటస్ వర్డ్ రిజిస్టర్ ఉపయోగించబడుతుంది మరియు గణిత ఆపరేషన్ వంటి డేటాను నిల్వ చేయడానికి సంచితం ఉపయోగించబడుతుంది. సాధారణంగా, కంప్యూటర్లు ఇష్టపడతాయి సంక్లిష్ట సూచన సెట్ కంప్యూటర్లు ప్రధాన మెమరీని అంగీకరించడానికి చాలా రిజిస్టర్లు ఉన్నాయి మరియు RISC- తగ్గిన సూచనల సెట్ కంప్యూటర్లలో ఎక్కువ రిజిస్టర్లు ఉన్నాయి.

కాష్ మెమరీ

కాష్ మెమరీని ప్రాసెసర్‌లో కూడా చూడవచ్చు, అయితే ఇది చాలా అరుదుగా మరొకటి కావచ్చు IC (ఇంటిగ్రేటెడ్ సర్క్యూట్) ఇది స్థాయిలుగా విభజించబడింది. కాష్ ప్రధాన మెమరీ నుండి తరచుగా ఉపయోగించే డేటా యొక్క భాగాన్ని కలిగి ఉంటుంది. ప్రాసెసర్‌కు ఒకే కోర్ ఉన్నప్పుడు అది రెండు (లేదా) ఎక్కువ కాష్ స్థాయిలను కలిగి ఉంటుంది. ప్రస్తుత మల్టీ-కోర్ ప్రాసెసర్‌లు ప్రతి ఒక కోర్కు మూడు, 2-స్థాయిలను కలిగి ఉంటాయి మరియు ఒక స్థాయి భాగస్వామ్యం చేయబడతాయి.

ప్రధాన మెమరీ

కంప్యూటర్‌లోని ప్రధాన మెమరీ ఏమీ లేదు, నేరుగా కమ్యూనికేట్ చేసే CPU లోని మెమరీ యూనిట్. ఇది కంప్యూటర్ యొక్క ప్రధాన నిల్వ యూనిట్. ఈ మెమరీ వేగంగా ఉంటుంది మరియు కంప్యూటర్ యొక్క ఆపరేషన్లలో డేటాను నిల్వ చేయడానికి ఉపయోగించే పెద్ద మెమరీ. ఈ మెమరీ RAM తో పాటు ROM తో రూపొందించబడింది.

మాగ్నెటిక్ డిస్కులు

కంప్యూటర్‌లోని మాగ్నెటిక్ డిస్క్‌లు ప్లాస్టిక్‌తో తయారు చేయబడిన వృత్తాకార ప్లేట్లు, అయస్కాంతీకరించిన పదార్థం ద్వారా లోహం. తరచుగా, డిస్క్ యొక్క రెండు ముఖాలు ఉపయోగించబడతాయి మరియు ప్రతి విమానంలో పొందగలిగే తలలను చదవడం లేదా వ్రాయడం ద్వారా అనేక డిస్కులను ఒక కుదురుపై పేర్చవచ్చు. కంప్యూటర్‌లోని అన్ని డిస్క్‌లు ఉమ్మడిగా అధిక వేగంతో తిరుగుతాయి. కంప్యూటర్‌లోని ట్రాక్‌లు కేంద్రీకృత వృత్తాల పక్కన ఉన్న మచ్చలలో అయస్కాంతీకరించిన విమానంలో నిల్వ చేయబడిన బిట్‌లు తప్ప మరేమీ కాదు. ఇవి సాధారణంగా విభాగాలుగా విభజించబడతాయి, వీటిని రంగాలుగా పిలుస్తారు.

అయస్కాంత టేప్

ఈ టేప్ ఒక సాధారణ మాగ్నెటిక్ రికార్డింగ్, ఇది సన్నని స్ట్రిప్ యొక్క విస్తరించిన, ప్లాస్టిక్ ఫిల్మ్‌పై సన్నని మాగ్నెటిజబుల్ కవరింగ్‌తో రూపొందించబడింది. భారీ డేటాను బ్యాకప్ చేయడానికి ఇది ప్రధానంగా ఉపయోగించబడుతుంది. కంప్యూటర్‌కు స్ట్రిప్‌ను యాక్సెస్ చేయాల్సిన అవసరం వచ్చినప్పుడు, మొదట డేటాను యాక్సెస్ చేయడానికి అది మౌంట్ అవుతుంది. డేటా అనుమతించబడిన తర్వాత, అది అన్‌మౌంట్ చేయబడుతుంది. మెమరీ యొక్క ప్రాప్యత సమయం మాగ్నెటిక్ స్ట్రిప్‌లో నెమ్మదిగా ఉంటుంది అలాగే స్ట్రిప్‌ను యాక్సెస్ చేయడానికి కొన్ని నిమిషాలు పడుతుంది.

మెమరీ సోపానక్రమం యొక్క ప్రయోజనాలు

మెమరీ సోపానక్రమం యొక్క అవసరం క్రింది వాటిని కలిగి ఉంటుంది.

• మెమరీ పంపిణీ సరళమైనది మరియు పొదుపుగా ఉంటుంది
• బాహ్య విధ్వంసం తొలగిస్తుంది
• డేటా అంతటా వ్యాపించవచ్చు
• పేజింగ్ & ప్రీ-పేజింగ్ డిమాండ్ అనుమతిస్తుంది
• ఇచ్చిపుచ్చుకోవడం మరింత నైపుణ్యం ఉంటుంది

అందువలన, ఇది అన్ని గురించి మెమరీ సోపానక్రమం . పై సమాచారం నుండి, చివరకు, ఇది ప్రధానంగా బిట్ ఖర్చును తగ్గించడానికి, యాక్సెస్ ఫ్రీక్వెన్సీని తగ్గించడానికి మరియు సామర్థ్యాన్ని పెంచడానికి, ప్రాప్యత సమయాన్ని ఉపయోగిస్తుందని మేము నిర్ధారించగలము. కాబట్టి వారి వినియోగదారుల అవసరాలను తీర్చడానికి ఈ లక్షణాలు ఎంత అవసరమో డిజైనర్‌పై ఆధారపడి ఉంటుంది. ఇక్కడ మీ కోసం ఒక ప్రశ్న ఉంది, OS లో మెమరీ సోపానక్రమం ?