14-mavzu. Kesh xotira xususiyatlari, asosiy va kesh xotiralarga murojaat qilish algoritmlari

Assotsiativ akslantirish.
S layd

5.16 rasmda egiluvchan akslantirish sxemasi keltirilgan. Bunga ko’ra asosiy xotiraning bloki keshning ixtiyoriy blokiga ko’chirilishi mumkin. Bunda keshdagi blokni identifikatsiyalash uchun 5 emas, balki 12 bit zarur bo’ladi. Dastruni bajarilishida MP generatsiya qilgan adresning teg bitlari navbatma-navbat keshning har bir blokining teg bitlari bilan taqqoslanadi. Moslik topilsa, qidirilayotgan so’z keshda mavjudligini anglatadi. Bunday texnologiya assotsiativ akslanish deyiladi. U blokka keshning ixtiyoriy joyida joylashish imkonini beradi, bu esa kesh maydonidan unumli foydalanishga imkon yaratadi. Eski blokni keshdan o’chirish uchun kesh to’lgan bo’lishi talab qilinadi va bu maqsad uchun o’chiriladigan blokni tanlasj algoritmi ishlatiladi. Bunday algoritmlar ancha ko’p. (mavzuning davomida ko’riladi). Keshdan blokni qidirish jarayoni assotsiativ qidiruv deyiladi. Uning tezligini oshirish uchun esa teglarni parallel qarab chiqish mexanizmi zarur.

To’plam-assotsiativ akslanish
To’g’ri akslanish va assotsiativ akslanish birgalikda ishlatilishi ham mumkin. Bunda kesh bloklari to’plamlarga birlashadi, va asosiy xotiraning har bir bloki to’plamning ixtiyoriy blokida joylashishi mumkin. To’g’ri akslanishdagi konflikt (munozara?) lar soni keskin kamayadi. To’plam-assotsiativ akslanish deb nom olgan bu kesh to’liq assotsiativ keshdan ko’ra arzon, chunki unda assotsiativ qidiruv maydoni kichik. To’plam-assotsiativ akslanishga misol. Aytaylik har birida 2 ta blok bo’lgan 64 ta to’plamli kesh bo’lsin.
Slayd

0, 64, 128, …, 4032 xotira bloklari 0 to’plamda akslanadi va to’plamning ixtiyoriy ikkitadan bir holatini egallaydi. 64 ta to’plam blokining mavjudligi so’z adresidagi 6 razryadli to’plam maydoni keshning qaysi to’plami kerakli so’zni saqlashini aniqlaydi. Adres tegi maydoni assotsiativ ravishda topilgan to’plamning ikkita bloki bilan taqqoslanadi va mos kelsa mos blok keshda mavjudligini bildiradi. Bunday qidiruv mashina uchun juda sodda hisoblanadi.

To’plamdagi bloklar soni har bir kompyuterning talabiga mos bo’ladi. To’plamda n ta blok mavjud bo’lsa, bunday kesh n-kanalli to’plam-assotsiativ kesh deyiladi.
Har bir blok uchun keshda yana bitta boshqaruv biti mavjud bo’lishi kerak, u ishonchlilik biti deyiladi. U mazkur blok ishonchli axborotni saqlashini aniqlaydi. Uni o’zgarish biti bilan adashtirmang, o’zgarish biti blokdagi ma’lumotlar MODIFIED bo’lganligini aniqlaydi. O’zgarish biti faqatgina to’g’ridan-to’g’ri yozuv (сквозьная запись) ishlatilmaydigan tizimlarda kerak. Tizim ishga tushirilganda yoki asosiy xotiraga tashqi qurilmadan dastrular, ma’lumotlar yuklanganda barcha ishonchlilik bitlari 0 ga tenglanadi. Qattiq disk va asosiy xotira orasidagi almashinuv xotiraga to’g’ri murojaat mexanizmi bilan amalga oshiriladi. Odatda bu ma’lumotlar keshni aylanib o’tadi. Asosiy xotiradan blok keshga birinchi marta yuklanganda blokning ishonchlilik biti 1 ga tenglanadi. Agar asosiy xotira bloki keshni ishlatmasdan boshqa manbadan yangilansa, tizim shunday blok keshda mavjudligini tekshiradi. Mavjud bo’lsa, ichonchlilik biti 0 ga tenglanadi, chunki keshda eskirgan ma’lumot saqlanishi kerak emas.