ذاكرة التخزين المؤقت مقابل الذاكرة الافتراضية
الفرق بين ذاكرة التخزين المؤقت والذاكرة الظاهرية موجود في الغرض من استخدام هذين النوعين وفي الوجود المادي. ذاكرة التخزين المؤقت هي نوع من الذاكرة المستخدمة لتحسين وقت الوصول إلى الذاكرة الرئيسية. إنه موجود بين وحدة المعالجة المركزية والذاكرة الرئيسية ، ويمكن أن يكون هناك عدة مستويات من ذاكرات التخزين المؤقت مثل L1 و L2 و L3. يعد نوع الجهاز المستخدم لذاكرة التخزين المؤقت أكثر تكلفة من ذاكرة الوصول العشوائي (ذاكرة الوصول العشوائي) المستخدمة للذاكرة الرئيسية لأن ذاكرة التخزين المؤقت أسرع بكثير. لهذا السبب ، فإن سعة ذاكرة التخزين المؤقت صغيرة جدًا. الذاكرة الظاهرية هي تقنية لإدارة الذاكرة تستخدم بكفاءة لاستخدام ذاكرة الوصول العشوائي (الذاكرة الرئيسية) مع توفير مساحة ذاكرة منفصلة لكل برنامج أكبر من سعة ذاكرة الوصول العشوائي الفعلية الفعلية (الذاكرة الرئيسية).هنا يتم استخدام القرص الصلب لتوسيع الذاكرة. يتم نقل العناصر الموجودة في ذاكرة الوصول العشوائي الفعلية ذهابًا وإيابًا مع القرص الصلب.
ما هي ذاكرة التخزين المؤقت؟
ذاكرة التخزين المؤقت هي نوع من الذاكرة تقع بين وحدة المعالجة المركزية (وحدة المعالجة المركزية) وذاكرة الوصول العشوائي (ذاكرة الوصول العشوائي). الغرض من ذاكرة التخزين المؤقت هو تقليل وقت وصول ذاكرة وحدة المعالجة المركزية من ذاكرة الوصول العشوائي. ذاكرة التخزين المؤقت أسرع بكثير من ذاكرة الوصول العشوائي. لذا فإن وقت الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت أقل بكثير من وقت الوصول على ذاكرة الوصول العشوائي. لكن تكلفة الذاكرة المستخدمة لذاكرة التخزين المؤقت أعلى بكثير من تكلفة الذاكرة المستخدمة لذاكرة الوصول العشوائي ، وبالتالي فإن سعة ذاكرة التخزين المؤقت صغيرة جدًا. يسمى نوع الذاكرة المستخدمة لذاكرة التخزين المؤقت SRAM (ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة).
عندما تريد وحدة المعالجة المركزية الوصول إلى الذاكرة ، فإنها تتحقق أولاً مما إذا كان ما تحتاجه موجودًا في ذاكرة التخزين المؤقت. إذا كانت الإجابة بنعم ، فسيكون قادرًا على الوصول إليها بأقل زمن انتقال. إذا لم يكن موجودًا في ذاكرة التخزين المؤقت ، فسيتم نسخ المحتوى المطلوب من ذاكرة الوصول العشوائي إلى ذاكرة التخزين المؤقت وبعد ذلك فقط وحدة المعالجة المركزية ستصل إليه من ذاكرة التخزين المؤقت.هنا ، عند نسخ المحتوى من ذاكرة التخزين المؤقت ، لا يتم نسخ المحتوى الموجود في عنوان الذاكرة المطلوب فحسب ، بل يتم أيضًا نسخ المحتوى القريب إلى ذاكرة التخزين المؤقت. لذلك ، في المرة القادمة هناك احتمال كبير لحدوث نتيجة ذاكرة التخزين المؤقت حيث تصل معظم برامج الكمبيوتر إلى البيانات القريبة أو آخر وصول إلى البيانات في معظم الأوقات. لذلك بسبب ذاكرة التخزين المؤقت ، يتم تقليل متوسط زمن انتقال الذاكرة.
في وحدة المعالجة المركزية ، هناك ثلاثة أنواع من ذاكرات التخزين المؤقت: ذاكرة التخزين المؤقت للتعليمات لتخزين تعليمات البرنامج ، وذاكرة التخزين المؤقت للبيانات لتخزين عناصر البيانات ، والمخزن المؤقت للترجمة لتخزين مخططات الذاكرة. بالنسبة لذاكرة التخزين المؤقت للبيانات ، بشكل عام ، توجد ذاكرة تخزين مؤقت متعددة المستويات.أي أن هناك العديد من ذاكرات التخزين المؤقت مثل L1 و L2 و L3. ذاكرة التخزين المؤقت L1 هي ذاكرة التخزين المؤقت الأسرع والأصغر والأقرب إلى وحدة المعالجة المركزية. ذاكرة التخزين المؤقت L2 أبطأ من L1 ، ولكنها أكبر من L1 وتوجد بعد ذاكرة التخزين المؤقت L1. بسبب هذا التسلسل الهرمي ، يمكن تحقيق متوسط وقت وصول أفضل للذاكرة بتكلفة أقل.
ما هي الذاكرة الافتراضية؟
الذاكرة الافتراضية هي تقنية لإدارة الذاكرة تستخدم في أنظمة الكمبيوتر. لا توجد أجهزة تسمى الذاكرة الظاهرية ، ولكنها مفهوم يستخدم ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) والقرص الصلب لتوفير مساحة عنوان افتراضية للبرامج. يتم تقسيم ذاكرة الوصول العشوائي الأولى إلى أجزاء تسمى الصفحات ويتم تحديدها بواسطة عناوين الذاكرة الفعلية. في القرص الصلب ، يتم حجز جزء خاص حيث يطلق عليه في Linux اسم swap ، وفي نظام Windows يسمى ملف صفحة. عند بدء تشغيل أحد البرامج ، يتم إعطاؤه مساحة عنوان افتراضية يمكن أن تكون أكبر من الذاكرة الفعلية الفعلية. يتم أيضًا تقسيم مساحة الذاكرة الظاهرية إلى أجزاء تسمى الصفحات ويمكن تعيين كل صفحة من صفحات الذاكرة الظاهرية هذه إلى صفحة مادية.الجدول المسمى جدول الصفحات يتتبع هذا التعيين. عندما تنفد مساحة الذاكرة الفعلية ، فإن ما يتم فعله هو دفع صفحات مادية معينة إلى هذا الجزء الخاص في القرص الصلب. عندما تكون هناك حاجة إلى أي صفحة يتم دفعها إلى القرص الصلب مرة أخرى ، يتم إحضارها إلى الذاكرة الفعلية عن طريق وضع صفحة أخرى محددة من الذاكرة الفعلية إلى القرص الثابت.
ما الفرق بين ذاكرة التخزين المؤقت والذاكرة الظاهرية؟
• ذاكرة التخزين المؤقت هي نوع من الذاكرة المستخدمة لتحسين وقت الوصول إلى الذاكرة الرئيسية. إنها نوع أسرع من الذاكرة تتواجد بين وحدة المعالجة المركزية وذاكرة الوصول العشوائي لتقليل متوسط زمن الوصول إلى الذاكرة.الذاكرة الظاهرية هي طريقة لإدارة الذاكرة حيث يكون مفهومًا يتيح للبرامج الحصول على مساحة الذاكرة الافتراضية الخاصة بها ، والتي تكون أكبر حتى من ذاكرة الوصول العشوائي الفعلية المتاحة.
• ذاكرة التخزين المؤقت هي نوع من ذاكرة الأجهزة الموجودة فعليًا. من ناحية أخرى ، لا يوجد جهاز يسمى الذاكرة الظاهرية لأنه مفهوم يستخدم ذاكرة الوصول العشوائي والقرص الصلب ووحدة إدارة الذاكرة والبرامج لتوفير نوع افتراضي من الذاكرة.
• تتم إدارة ذاكرة التخزين المؤقت بالكامل بواسطة الأجهزة. يتم إدارة الذاكرة الظاهرية بواسطة نظام التشغيل (البرنامج).
• ذاكرة التخزين المؤقت تقع بين ذاكرة الوصول العشوائي والمعالج. تتضمن عمليات نقل البيانات ذاكرة الوصول العشوائي وذاكرة التخزين المؤقت والمعالج. من ناحية أخرى ، تتضمن الذاكرة الظاهرية نقل البيانات بين ذاكرة الوصول العشوائي والقرص الصلب.
• تأخذ ذاكرة التخزين المؤقت أحجامًا صغيرة مثل كيلو بايت وميجابايت. من ناحية أخرى ، تشتمل الذاكرة الافتراضية على أحجام ضخمة تصل إلى غيغابايت.
• تتضمن الذاكرة الظاهرية هياكل البيانات مثل جداول الصفحات التي تخزن التعيين بين الذاكرة الفعلية والذاكرة الظاهرية. لكن هذا النوع من هياكل البيانات ليس ضروريًا لذاكرة التخزين المؤقت.
ملخص:
ذاكرة التخزين المؤقت مقابل الذاكرة الافتراضية
تستخدم ذاكرة التخزين المؤقت لتحسين وقت الوصول إلى الذاكرة الرئيسية بينما الذاكرة الافتراضية هي طريقة لإدارة الذاكرة. ذاكرة التخزين المؤقت هي جهاز فعلي ، لكن لا توجد أجهزة تسمى الذاكرة الظاهرية. تنتج ذاكرة الوصول العشوائي والقرص الصلب والعديد من الأجهزة الأخرى جنبًا إلى جنب مع نظام التشغيل مفهوم يسمى الذاكرة الظاهرية لتوفير مساحات ذاكرة افتراضية كبيرة ومعزولة لكل برنامج. يتم إدارة المحتوى الموجود في ذاكرة التخزين المؤقت بواسطة الأجهزة بينما يتم إدارة المحتوى الموجود في الذاكرة الظاهرية بواسطة نظام التشغيل.
