컴퓨터 메모리의 저장소 계층 구조

범용 컴퓨터의 기본 구성 요소는 CPU, 저장 공간 및 입력/출력 장치입니다. 컴퓨터 프로그램을 구성하는 지침과 지침을 조작하는 정보를 저장하는 기능은 저장된 프로그램의 아키텍처에 따라 컴퓨터가 다재다능하게 디자인되는 것입니다. 디지털 컴퓨터는 이진 시스템을 사용하는 모든 정보를 나타냅니다. 텍스트, 숫자, 이미지, 사운드 및 거의 모든 다른 형태의 정보는 비트 시퀀스 또는 이진 숫자로 변환할 수 있으며, 각각 값은 1 또는 0입니다. 가장 일반적인 저장 장치는 바이트이며 8비트와 동일합니다. 특정 정보는 해당 데이터 또는 정보의 이진 표현에 맞게 저장 공간이 충분히 큰 모든 컴퓨터에서 조작할 수 있습니다. 예를 들어 800만 비트 또는 1메가바이트의 저장 공간이 있는 컴퓨터를 사용하여 작은 소설을 편집할 수 있습니다. 다양한 천연 현상을 기반으로 한 다양한 형태의 저장이 발명되었습니다. 보편적인 실용적인 저장 매체가 없으며 모든 형태의 스토리지에는 단점이 있습니다. 따라서 컴퓨터 시스템에는 각각 고유한 용도로 여러 유형의 저장소가 포함되어 있습니다.

기본 메모리는 컴퓨터의 CPU에 직접 연결됩니다. CPU가 모든 기능을 수행하는데 있어야 합니다. 기본 저장소는 시스템의 기본 메모리로 구성됩니다. 실행 중인 프로그램과 실행 중인 데이터가 포함되어 있습니다. 정보는 매우 빠르게 전송할 수 있습니다. 일반적으로 100클럭 주기로 전송하며, 마이크로프로세서 레지스터와 주요 저장 위치 사이입니다. 최신 컴퓨터는 주소, 데이터 및 제어 버스를 통해 CPU에 직접 연결된 솔리드 스테이트 전자 장치를 기반으로 임의 액세스 메모리를 사용합니다. 스토리지는 모든 위치가 직접 주소 지정 가능해야 한다는 주요 요구 사항, 즉 메모리에 포함된 모든 데이터를 주소에 따라 찾을 수 있어야 합니다. 프로세서 레지스터가 기본 저장소로 간주될 수 없는 이유입니다. 이에 대한 참조는 주소가 아닌 이름으로 직접 만들어집니다. 레코드는 계산의 현재 상태와 즉시 사용되는 데이터를 나타내지만 프로그램을 저장할 수는 없습니다. 그들은 현재 실행 장소를 가리키는 것만 가능합니다. 프로세서와 기본 메모리 간의 속도의 큰 차이로 인해 캐시가 발생했습니다. 이것은 매우 빠른 메모리, 일반적으로 사이 10 그리고 100 기본 메모리보다 배, 그리고 CPU의 효율성 또는 성능을 향상하기 위해 사용됩니다. 주 메모리의 일부 정보는 캐시에 중복됩니다. 로그에 비해 캐시는 약간 느리지만 용량이 더 큽습니다. 그러나 주 메모리보다 용량이 훨씬 적지만 더 빠릅니다. 그러나 직접 주소 지정할 수 없는 메모리가 아니기 때문에 캐시를 별도의 계층 구조로 표시합니다. 주 메모리에서 사용할 수 있는 정보의 복사본을 엄격하게 저장합니다. 기본 저장소의 기능적인 부분으로 제시하는 것이 일반적입니다.

보조 메모리는 컴퓨터가 정보에 액세스하기 위해 입력/출력 채널을 사용해야 하며 영구 정보의 장기 저장에 사용됩니다. 그러나 대부분의 운영 체제는 보조 저장소 장치를 스왑 영역으로 사용하여 컴퓨터에서 기본 메모리의 명백한 양을 인위적으로 증가시면 됩니다. 이 보조 저장소를 가상 메모리라고 합니다. 보조 메모리를 "대량 저장"이라고도 합니다. 하드 디스크는 보조 저장소의 예입니다. 일반적으로 보조 또는 대량 저장 메모리는 기본 메모리보다 용량이 크지만 속도가 훨씬 느립니다. 최신 컴퓨터에서 하드 드라이브는 종종 대량 저장 장치로 사용됩니다. 자기 접시 하드 드라이브에 저장된 정보의 주어진 바이트에 액세스 하는 데 필요한 시간은 1초의 몇 천 분의 몇 천입니다. 대신, 임의 액세스 메모리(RAM)에서 동일한 유형의 정보에 액세스 하는 시간은 수십억 초(나노초)로 측정됩니다. 이는 솔리드 스테이트 메모리의 속도와 자기 또는 광학 저장 장치의 회전 속도 사이의 차이가 얼마나 중요한지 보여줍니다. 하드 드라이브는 (기본) 메모리보다 백만 배 느립니다. 광학 저장 장치(CD 및 DVD 드라이브)는 하드 드라이브보다 훨씬 느려지만 기술 발전으로 액세스 속도가 향상될 가능성이 높습니다. 따라서 실제 메모리보다 약 백만 배 느린 가상 메모리의 사용은 모든 컴퓨터의 작동 속도가 크게 느려집니다. 많은 운영 체제는 "스왑 파일" 또는 "캐시 파일"과 같은 용어를 사용하여 가상 메모리를 구현합니다. 가상 메모리의 주요 역사적 장점은 가격입니다. 가상 메모리는 실제 메모리보다 훨씬 저렴했다. 이러한 장점은 오늘날에 비해 관련성이 낮습니다. 그럼에도 불구하고 많은 운영 체제가 여전히 이를 구현하고 있습니다.

고등 메모리는 산업용 로봇인 로봇 암이 마운트 되는 시스템입니다. 컴퓨터의 운영 체제에서 요청한 대로 오프라인으로 대량 저장 매체(다음 점 참조)를 연결합니다. 고등 메모리는 산업 저장, 과학 컴퓨팅, 대형 컴퓨터 시스템 및 엔터프라이즈 네트워크 분야에서 사용됩니다. 이러한 유형의 메모리는 개인용 컴퓨터 사용자가 직접 볼 수 없는 것입니다.

오프라인 스토리지는 저장 매체를 저장 장치에서 쉽게 제거할 수 있는 시스템입니다. 이러한 저장소 미디어는 일반적으로 데이터 전송 및 보관에 사용됩니다. 최신 컴퓨터에서는 일반적으로 USB드라이브를 포함하여 이 용도로 플로피 디스크, 광학 디스크 및 플래시 드라이브에 사용됩니다. 빠르게 연결할 수 있는 USB 하드 드라이브도 있습니다. 과거에 사용된 오프라인 저장 장치는 다양한 크기와 형식의 마그네틱 테이프와 윈체스터 디스크의 이동식 배터리입니다.

네트워크 저장소는 컴퓨터 네트워크를 통해 정보에 액세스하는 것을 포함하는 모든 유형의 컴퓨터 저장소입니다. 틀림없이 네트워크 스토리지를 사용하면 조직의 "정보 제어"를 중앙 집중화하고 정보 중복을 줄일 수 있습니다. 네트워크 스토리지에는 다음의 내용이 포함됩니다. 네트워크 관련 저장소는 다른 저장소가 로컬 영역 네트워크, 넓은 영역 네트워크, 가상 사설망 또는 온라인 파일 저장소의 경우 인터넷을 통해 액세스 할 수 있는 컴퓨터에 있는 보조 또는 고등 메모리입니다. 컴퓨터 네트워크는 보조 저장소 장치가 없는 컴퓨터입니다. 대신 문서 및 기타 데이터가 네트워크의 장치에 저장됩니다.