Predpomnilnik proti navideznemu pomnilniku
Razlika med predpomnilnikom in navideznim pomnilnikom je v namenu, za katerega se uporabljata, in v fizičnem obstoju. Predpomnilnik je vrsta pomnilnika, ki se uporablja za izboljšanje dostopnega časa glavnega pomnilnika. Nahaja se med CPU in glavnim pomnilnikom, obstaja pa lahko več ravni predpomnilnikov, kot so L1, L2 in L3. Vrsta strojne opreme, ki se uporablja za predpomnilnik, je veliko dražja od RAM-a (pomnilnik z naključnim dostopom), ki se uporablja za glavni pomnilnik, ker je predpomnilnik veliko hitrejši. Zaradi tega je zmogljivost predpomnilnika zelo majhna. Navidezni pomnilnik je tehnika upravljanja pomnilnika, ki se uporablja za učinkovito uporabo RAM-a (glavnega pomnilnika), hkrati pa zagotavlja ločen pomnilniški prostor za vsak program, ki je celo večji od dejanske zmogljivosti fizičnega RAM-a (glavnega pomnilnika). Tukaj se trdi disk uporablja za razširitev pomnilnika. Elementi v fizičnem RAM-u se prenašajo naprej in nazaj s trdim diskom.
Kaj je predpomnilnik?
Predpomnilnik je vrsta pomnilnika, ki se nahaja med CPE (centralno procesno enoto) in RAM (pomnilnik z naključnim dostopom). Namen predpomnilnika je skrajšati čas dostopa CPU do pomnilnika iz RAM-a. Predpomnilnik je veliko hitrejši od RAM-a. Torej je čas dostopa do predpomnilnika veliko krajši od časa dostopa do RAM-a. Toda stroški pomnilnika, uporabljenega za predpomnilnik, so veliko višji od stroškov pomnilnika, uporabljenega za RAM, zato je zmogljivost predpomnilnika zelo majhna. Vrsta pomnilnika, ki se uporablja za predpomnilnik, se imenuje SRAM (statični pomnilnik z naključnim dostopom).
Kadar CPE želi dostopati do pomnilnika, najprej preveri, ali je tisto, kar potrebuje, v predpomnilniku. Če da, bi lahko do njega dostopal z najmanjšo zakasnitvijo. Če se ne nahaja v predpomnilniku, bi bila zahtevana vsebina kopirana iz RAM-a v predpomnilnik in potem bo do nje iz predpomnilnika dostopal samo CPE. Tu se pri kopiranju vsebine iz predpomnilnika v predpomnilnik ne kopira samo vsebina na zahtevanem pomnilniškem naslovu, ampak tudi bližnja vsebina. Torej obstaja velika verjetnost, da bo naslednjič prišlo do zadetka v predpomnilniku, saj večina računalniških programov večinoma dostopa do podatkov v bližini ali do podatkov, do katerih je bil zadnji dostop. Zaradi predpomnilnika se torej zmanjša povprečna zakasnitev pomnilnika.
V CPU obstajajo tri vrste predpomnilnikov: predpomnilnik navodil za shranjevanje programskih navodil, podatkovni predpomnilnik za shranjevanje podatkovnih elementov in medpomnilnik za ogled prevodov za shranjevanje preslikav pomnilnika. Za podatkovni predpomnilnik na splošno obstajajo večnivojski predpomnilniki. To pomeni, da obstaja več predpomnilnikov kot L1, L2 in L3. Predpomnilnik L1 je najhitrejši, a najmanjši predpomnilnik, ki je najbližje CPU. Predpomnilnik L2 je počasnejši od L1, vendar večji od L1 in se nahaja za predpomnilnikom L1. Zaradi te hierarhije je mogoče doseči boljši povprečni čas dostopa do pomnilnika z nižjimi stroški.
Kaj je navidezni pomnilnik?
Navidezni pomnilnik je tehnika upravljanja pomnilnika, ki se uporablja v računalniških sistemih. Ne obstaja strojna oprema, imenovana navidezni pomnilnik, ampak gre za koncept, ki uporablja RAM in trdi disk za zagotavljanje navideznega naslovnega prostora za programe. Prvi RAM je razdeljen na dele, imenovane strani, in so identificirani s fizičnimi pomnilniškimi naslovi. Na trdem disku je rezerviran poseben del, kjer se v Linuxu imenuje zamenjava, v sistemu Windows pa stranska datoteka. Ko se program zažene, dobi navidezni naslovni prostor, ki je lahko celo večji od dejanskega fizičnega pomnilnika. Prostor navideznega pomnilnika je prav tako razdeljen na dele, imenovane strani, in vsako od teh strani navideznega pomnilnika je mogoče preslikati v fizično stran. Tabela, imenovana tabela strani, spremlja to preslikavo. Ko v fizičnem pomnilniku zmanjka prostora, se nekatere fizične strani potisnejo v ta poseben del na trdem disku. Ko je katera koli stran, potisnjena na trdi disk, ponovno potrebna, se prenese v fizični pomnilnik tako, da se na trdi disk vstavi druga izbrana stran iz fizičnega pomnilnika.
Kakšna je razlika med predpomnilnikom in navideznim pomnilnikom?
• Predpomnilnik je vrsta pomnilnika, ki se uporablja za izboljšanje časa dostopa do glavnega pomnilnika. Je hitrejša vrsta pomnilnika, ki se nahaja med procesorjem in RAM-om, da zmanjša povprečno zakasnitev dostopa do pomnilnika. Navidezni pomnilnik je metoda upravljanja pomnilnika, kjer gre za koncept, ki programom omogoča, da dobijo lasten navidezni pomnilniški prostor, ki je celo večji od dejanskega razpoložljivega fizičnega RAM-a.
• Predpomnilnik je vrsta pomnilnika strojne opreme, ki fizično dejansko obstaja. Po drugi strani pa ne obstaja strojna oprema, imenovana navidezni pomnilnik, saj gre za koncept, ki uporablja RAM, trdi disk, enoto za upravljanje pomnilnika in programsko opremo za zagotavljanje navideznega tipa pomnilnika.
• Upravljanje predpomnilnika v celoti izvaja strojna oprema. Navidezni pomnilnik upravlja operacijski sistem (programska oprema).
• Predpomnilnik je med RAM-om in procesorjem. Prenosi podatkov vključujejo RAM, predpomnilnik in procesor. Virtualni pomnilnik po drugi strani vključuje prenos podatkov med RAM-om in trdim diskom.
• Predpomnilniki imajo majhne velikosti, kot so kilobajti in megabajti. Na drugi strani navidezni pomnilnik vključuje ogromne velikosti, ki zajemajo gigabajte.
• Navidezni pomnilnik vključuje podatkovne strukture, kot so tabele strani, ki shranjujejo preslikavo med fizičnim in navideznim pomnilnikom. Toda ta vrsta podatkovnih struktur ni potrebna za predpomnilnik.
Povzetek:
Predpomnilnik proti navideznemu pomnilniku
Predpomnilnik se uporablja za izboljšanje časa dostopa do glavnega pomnilnika, medtem ko je virtualni pomnilnik metoda upravljanja pomnilnika. Predpomnilnik je dejanska strojna oprema, vendar strojne opreme, imenovane navidezni pomnilnik, ni. RAM, trdi disk in različna druga strojna oprema skupaj z operacijskim sistemom ustvarjajo koncept, imenovan navidezni pomnilnik, ki vsakemu programu zagotavlja velike in izolirane prostore navideznega pomnilnika. Vsebino v predpomnilniku upravlja strojna oprema, medtem ko vsebino v navideznem pomnilniku upravlja operacijski sistem.
