Teil 7: Memory Management Flashcards
CPU Register
- der schnellste Speichertyp des Computers
- flüchtig
- enge Verbindung zu Prozessorkomponenten
- Größe i.d.R. Wortgröße eines Prozessors
Arbeitsregister
können Daten (Datenregister) und abhängig vom Prozessor auch Adressen aufnehmen
-> ALU rechnet mit den Werten der Arbeitsreister
Befehlszählerregister
verfügt über Adresse des nächsten auszuführenden Befehls
Befehlsregister
nimmt einen binären Maschinenbefehl auf
Cache
- schneller Pufferspeicher (langsamer als Register)
- Größe & Geschwindigkeit abhängig von Cache-Typ
- flüchtig und in CPU integriert
- gespeichterte Inhalte sind sehr schnell abrufbar
- steigert Leistungsfähigkeit bei vertretbaren Kosten
Level 1 Cache
- sitzt im Prozessorkern und arbeitet mit dessen Taktrate
- 1 L1 Cache Pro Kern
Level 2 Cache
Meist im Prozessorinneren aber nicht im Kern
- langsamer als L1 Cache
Level 3 Cache
wird von allen Prozessorkernen geteilt (langsamer als L2 Cache)
Arbeitsspeicher (RAM)
- schneller Speicher, auf den wahlfrei zugegriffen werden kann und der seinen Inhalt beim Abschalten des Stroms verliert
- mittelgroß, erweiterbar, nicht in CPU integriert
- flüchtig
Plattenspeicher
- Langsamster Speicher der 4 Speicherformen
- erweiterbar und nicht flüchtig
Memory Management
Handling der Daten und Programme muss organisiert werden -> deswegen Speichermgmt. nötig
Aufgaben des MM
MM sorgt dafür, dass die benötigten Programme und Daten um RAM zur Verfügung stehen
Sichten auf den Speicher
logische & physikalische Sicht
Logische Sicht
- jeder Prozess besitzt seinen privaten, virtuellen Speicher
Physikalische Sicht
- der Speicher ist eine endliche Folge von Speicherzellen
Ein Prozess
Als Prozess wird ein auf einem Rechner ablauffähiges oder im Ablauf befindliches Programm mitsamt seinen Ressourcen bezeichnet
Was wäre bezüglich Speicherverwaltung wünschenswert?
- Speicher der einem Prozess zur Verfügung steht sollte bei 0 beginnen
- Größe des in einem Prozess zur Verfügung stehenden Speicher sollte unabhängig von der Größe des physikalischen Hauptspeichers sein
Warum schafft man virtuellen Speicher
Speicherfragmente werden für den jeweiligen Prozess so dargestellt, als ob sie aus einem kontinuierlichen Bereich, beginnend bei Adresse 0, stammen
Swapping
Auslagerung inaktiver Speicherbereiche auf einen Sekundärspeicher - z.B. Festplatte
MMU
= Memory Management Unit
Konvertiert virtuelle Speicheradressen in physikalische Speicheradressen (memory mapping)
- spezielle Hardwareienheit
- geschiet parallel zu übrigen Aktivitäten der CPU
MMU EVA
Eingang: CPU sendet virtuelle Adressen an die MMU
Verarbeitung: Adresse wird von MMU konvertiert
Ausgang: MMU sendet physikalische Adressen an den Speicher
