6 - Elektronischer Datenspeicher Flashcards
Speicherpyramide
Primärspeicher
Sekundärspeicher
Tertiärspeicher
Primärspeicher
Darauf kann der Prozessor direkt zugreifen
- Register
- int. Cache
- ext. Cache
- Hauptspeicher (RAM)
Sekundärspeicher
auch: Hintergrundspeicher; wird über einen Controller angesprochen
- SSD, CompactFlash
- Festplatten
Tertiärspeicher
Nicht dauerhaft verfügbar, oder über ein Laufwerk mit dem Rechner verbunden. Hauptaufgabe: Archivierung
Wird unterschieden in:
- Nearlinespeicher
- Offlinespeicher
- Optische Laufwerke (CD/DVD)
- Magnetoptische Laufwerke
- Magnetbänder
Unterschied Register - Cache
Register: Hier sind nur Daten die manipuliert werden
Cache: Hier liegt der langsame Datenteil um schnelleren Zugriff des Registers auf große Datenmengen zuzulassen
Schreibzugriffe auf den Cache
- Write-Back
- Write-Through
Swapping
Temporäre Auslagerung von Hauptspeicher auf den Festplattenspeicher
Vorteil: “Löcher” im Speicher können durch terminierte Programme durch Verschieben geschlossen werden
Ein neues Programm kann im Festplattenspeicher auf mehreren Blöcken verteilt sein, im Hauptspeicher geht das nicht.
Nearlinespeicher
Werden automatisch und ohne menschliches Zutun dem System bereitgestellt
Z.B. Brand-Library
Offlinespeicher
Medien werden in Schränken oder Lagerräumen aufbewahrt, müssen von Hand in das System integriert werden
Streng genommen sind Wechselfestplatten (Sekundärspeicher) auch Offlinespeicher
Write-Back
Schreibzugriffe werden nicht direkt an die tiefere Speicherebene weitergegeben
-> Inkonsistenzen zwischen Daten im Cache und auf zu cachenden Speicher
-> Daten werden erst zurückgeschrieben, wenn der betreffende Datenblock aus dem Cache verdrängt wird
= Zurückschreiben (Write Back)
(+) Höhere Systemgeschwindigkeit
(-) Daten können beim Systemausfall verloren gehen (oder beim Herausziehen eines USB-Sticks ohne Utility)
Write-Through
Schreibzugriffe werden sofort an tiefere Speicherebenen weitergegeben -> Durchschreiben
(+) Datenkonsistenz ist gesichert
(-) Geringere Systemgeschwindigkeit
Zeitliche Lokalität
Bei Schleifen usw. ist es wahrscheinlich, dass sich Zugriffe auf Daten mehrmals wiederholen.
-> Diese Daten sollten bevorzugt im Cache gehalten werden, ältere Daten müssen aus Platzgründen verdrängt werden
–> Verdrängung
Räumliche Lokalität
Die Wahrscheinlichkeit, dass Daten in benachbarten Adressbereichen zusammengehören, ist hoch.
Wegen der räumlichen Lokalität speichert man bei Caches nicht einzelne Bytes, sondern die Daten ganzer Adressbereiche.
Wichtige Ersetzungsstrategien
- LRU (Least Recently Used)
- LFU (Least Frequently Used)
- NRU (Not Recently Used)
- FIFO (First In First Out)
- TTL (Time To Live)
- Random
