2-Ma’ruza. Kompyuter tizimi xotirasini tashkil qilish. Kompyuterlarda xotirani tashkil qilish

Shakl 9.1. 10 bitli manzil uchun to'liq assotsiativ 8x8 kesh
Operativ xotira keshini keshlashning alternativ usuli bu to'g'ridan-to'g'ri xaritalash keshi (yoki bitta kirish assotsiativ kesh). Bunday holda, xotira manzili (blok raqami) noyob ravishda ushbu blok joylashtiriladigan kesh qatorini aniqlaydi. Jismoniy manzil uch qismga bo'linadi: blokdagi ofset (kesh chizig'i), kesh satrining raqami va yorliq. Bitta yoki boshqa blok har doim aniq belgilangan kesh qatoriga joylashtiriladi, agar kerak bo'lsa, o'sha erda saqlangan boshqa blokni almashtiradi. CPU kerakli blok uchun keshga kirganda, muvaffaqiyatli urish yoki keshni sog'inishni aniqlash uchun faqat bitta chiziq tegini tekshirish kifoya.
Ushbu algoritmning aniq afzalliklari - soddaligi va amalga oshirishning arzonligi. Kamchiliklar qatorlarni tez-tez qayta yuklash sababli bunday keshning past samaradorligini o'z ichiga oladi. Masalan, tizimdagi har 64-chi xotira xujayralariga sek. 9.2 kesh boshqaruvchisi, qolganlarini to'liq ishlatmasdan, doimiy ravishda bir xil kesh chizig'ini ortiqcha yuklashga majbur bo'ladi.
Shakl 9.2. 10 bitli manzil uchun 8x8 to'g'ridan-to'g'ri xaritalash keshi
Aniq kamchiliklarga qaramay, ushbu texnologiya, masalan, Motorola MC68020 MP-da, birinchi darajali o'qitish keshini tashkil qilish uchun muvaffaqiyatli ishlatilgan (9.3-rasm). Ushbu mikroprosessor 4 baytdan iborat 64 satrni to'g'ridan-to'g'ri xaritalash keshini amalga oshiradi. Chiziq yorlig'i, keshlangan blokning manzilini ko'rsatadigan 24 bitdan tashqari, chiziqning haqiqiyligini aniqlaydigan ahamiyatli bit mavjud (agar ahamiyatlilik biti 0 bo'lsa, bu chiziq yaroqsiz deb hisoblanadi va keshni urishiga olib kelmaydi). Internet qo‘ng‘iroqlari keshlanmagan.

Rasmni kattalashtiring

Shakl 9.3. MP Motorola MC68020-da keshni tashkil qilish sxemasi
Dastlabki ikkita algoritmlar orasidagi murosa ko'p assotsiativ kesh yoki qisman assosiativ keshdir (9.4-rasm). Ushbu usul yordamida kesh xotirasi chiziqlari 2, 4 ,: qatorlarni o'z ichiga olishi mumkin bo'lgan guruhlarga birlashtirilgan. Bunday guruhlardagi satrlar soniga muvofiq 2-kirish, 4-kirish va boshqalar ajratiladi. assotsiativ kesh. Xotiraga kirishda jismoniy manzil uch qismga bo'linadi: blokdagi ofset (kesh chizig'i), guruh (to'plam) raqami va yorliq. Manzil ma'lum bir guruhga mos keladigan xotira bloki ushbu guruhning istalgan satriga joylashtirilishi mumkin va tegishli qiymat chiziq yorlig'iga joylashtiriladi. Shubhasiz, tanlangan guruh ichida assotsiativlik printsipi hurmat qilinadi. Boshqa tomondan, ma'lum bir blok faqat keshni to'g'ridan-to'g'ri xaritalashni tashkil qilish printsipi bilan umumiy bo'lgan narsaga ega bo'lgan aniq belgilangan guruhga tushishi mumkin. Protsessor kesh sog'inishini aniqlashi uchun faqat bitta guruhning teglarini tekshirish kerak (2/4/8 /: chiziqlar).
Rasmni kattalashtiring