Memory Management Flashcards
CPU Register=> Speicherfunktion
schnellste Speichertyp eines Computers
sehr sehr klein
nicht erweiterbar=> CPU integriert
früher der einzige Speicher in der CPU=> heute: Prozessor wenige Register
flüchtiger Speicher
enge Verbindungen zu den Prozessorkomponenten => Ablaufsteuerung und Verknüpfungslogik
Alu, welches Register
ALU rechnet mit den Werten der Arbeitsregister
CPU Register-Registertypen
Arbeitsregister: können Daten (Datenregister) und abhängig vom Prozessor auch Adressen (Addressregister) aufnehmen)
Befehlszählerregister: verfügt über die Adresse des nächsten auszuführenden Befehls
Befehlregister: nimmt einen (binären) Maschinenbefehl auf
Cache
besonders schneller Puffer-Speicher=> langsamer als Register
sehr klein (wenige KiB oder MB)
nicht erweiterbar => CPU integriert
flüchtig
Cache => was speichern
speichert die zuletzt ausgeführten Befehle und bearbeiteten Daten
wenn sie nochmals benötigt werden, schneller als auf dem Arbeitsspeicher abrufen
=> höhere Leistungsfähigkeit, aber vertretbare Kosten
Level-1 Cache
im Prozessorkern
selbe Taktrate
sehr klein
Level-2 Cache
im Prozessorinneren
Ausnahmefällen auf Mainboard
trotzdem schneller als Arbeitsspeicher
langsamer, aber größer als L1-Cache
Level-3 Cache
wird von den Prozessorkernen geteilt
nochmal größer als L2 Cache und langsamer, aber trotzdem schneller als Arbeitsspeicher
Arbeitsspeicher RAM
Random Access Memory nicht in CPU integriert erweiterbar flüchtiger Speicher schnell und mittelgroß
Plattenspeicher
langsamste der vier Speicherformen
aber sehr günstig
erweiterbar
nicht-flüchtig
Memory Management
Handling der Daten und Programme organisieren => Speichermanagement
früher kein L3-Cache, heute wird Memory Management trotzdem noch gebraucht=> nicht alle Programme und Daten passen gleichzeitig in den RAM
Aufgaben Memory Management
Memory Management sorgt dafür, dass die benötigten Programme und Daten im RAM zur Verfügung stehen=> zwischenspeichern, ablegen wird verwaltet
Programme, die nicht im RAM sind=> Eingabewerk (Festplatte,…) gelesen
Entwickler der Anwendungssoftware müssen sich nicht explizit um Memory Management kümmern
Sichten auf Speicher
logische Sicht: jeder Prozess besitzt seinen privaten, virtuellen Speicher
physikalische Sicht: Speicher (RAM) ist eine endliche Folge von Speicherzellen=> ein Hauptspeicher und evtl Cache und Festplatte
Virtueller Speicher (Logische Sicht)
Speicherverwaltung:
Wünsche:
-einem Prozessor zur Verfügung stehender Speicher im RAM, soll mit der Adresse 0 beginnen
-Größe der Speicher des Prozessors sollte unabhängig von der Größe des Hauptspeichers sein
=> virtuelle Speicher
-Speicherfragmente werden für den jeweiligen Prozess so dargestellt, als ob sie aus einem kontinuierlichen Bereich, beginnend bei der Adresse 0 stammen
-swapping: wenn der Prozessor mehr Speicher benötigt, werden inaktive Speicherbereich aus einem Sekundärspeicher (Festplatte) genutzt
MMU
Memory Management Unit
- konvertiert virtuelle in physikalische Speicheradressen => memory mapping
- sehr schnell, spezielle Hardware-Einheit
- Übersetzung der Adressen geschieht parallel zu den übrigen Aktivitäten der CPu
