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

Shaxsiy kompyuterda xotira quyi tizimini tashkil qilish
Kompyuter xotirasi quyi tizimining saqlash moslamalarini (xotirasi) quyidagi ierarxiyada tartibga solish mumkin (jadval 9.1):

9.1-jadval. Kompyuter xotirasi quyi tizim ierarxiyasi
№	Xotiraning turi	1985 yil	2000 yil
Namuna olish vaqti	Oddiy ovoz	Narx / bayt	Namuna olish vaqti	Oddiy ovoz	Narx / bayt
	Superoperativ xotira (registrlar)	0,2 5 ns	16/32 bit	$ 3 - 100	0.01 1 ns	32/64/128 bit	$ 0,1 10
	Tez bufer xotirasi (kesh)	20 100 ns	8Kb - 64Kb	~ $ 10	0,5 - 2 ns	32Kb 1Mb	$ 0,1 - 0,5
	Operatsion (asosiy) xotira	~ 0,5 ms	1MB - 256MB	$ 0,02 1	2 ns 20 ns	128MB - 4GB	$ 0,01 0,1
	Tashqi xotira (ommaviy xotira)	10 - 100 ms	1Mb - 1GB	$ 0,002 - 0,04	5 - 20 ms	1GB - 0,5Tb	$ 0,001 - 0,01

Protsessor registrlari uning kontekstini tashkil qiladi va ma'lum bir vaqtda bajarilgan protsessor buyruqlari tomonidan ishlatiladigan ma'lumotlarni saqlaydi. Protsessor registrlariga kirish, qoida tariqasida, protsessor ko'rsatmalaridagi mnemonik belgilarga muvofiq amalga oshiriladi.
Kesh protsessor va asosiy xotiraning tezligini moslashtirish uchun ishlatiladi. Hisoblash tizimlari ko'p darajali keshdan foydalanadilar: I darajali kesh (L1), II darajali kesh (L2) va boshqalar. Odatda ish stoli tizimlari ikki darajali keshdan foydalanadilar, server tizimlari esa uch darajali keshdan foydalanadilar. Kesh yaqin kelajakda qayta ishlash uchun protsessorga yuborilishi mumkin bo'lgan ko'rsatmalar yoki ma'lumotlarni saqlaydi. Kesh dasturiy ta'minot uchun shaffof, shuning uchun kesh odatda dasturga kira olmaydi.
Operativ xotira, qoida tariqasida, funktsional jihatdan to'ldirilgan dastur modullarini (operatsion tizimning yadrosi, bajariladigan dasturlar va ularning kutubxonalari, ishlatiladigan qurilmalarning drayverlari va boshqalar) va ularning ma'lumotlarini dasturlarning ishida bevosita qatnashadi va shu bilan hisob-kitoblar natijalarini saqlash uchun ishlatiladi. tashqi xotiraga, ma'lumotlarni chiqarish moslamasiga yoki aloqa interfeysiga yuborishdan oldin boshqa ma'lumotlarni qayta ishlash.
Har bir xotira joyiga o'ziga xos manzil beriladi. Xotirani ajratishning tashkiliy usullari dasturchilarga butun kompyuter tizimidan samarali foydalanish imkoniyatini beradi. Ushbu usullar qattiq ("tekis") xotira modelini va segmentlangan xotira modelini o'z ichiga oladi. Xotiraning mustahkam modelidan foydalanganda, dastur bitta uzluksiz manzil manzili bilan ishlaydi, chiziqli adres maydoni, unda xotira katakchalari ketma-ket va doimiy ravishda 0 dan 2n-1 gacha raqamlanadi, bu erda n protsessorning manzildagi sig'imi. Dastur uchun segmentlangan modeldan foydalanganda, xotira segmentlar deb nomlangan mustaqil manzil bloklari guruhi tomonidan taqdim etiladi. Xotira baytiga murojaat qilish uchun dastur segment tanlagichi va ofsetdan iborat mantiqiy manzildan foydalanishi kerak. Segment selektori ma'lum bir segmentni tanlaydi va ofset tanlangan segmentning manzil maydonidagi ma'lum bir hujayrani bildiradi.
Xotirani ajratishning tashkiliy usullari sizga hisoblash tizimini tashkil etishga imkon beradi, bunda dasturning ishchi manzili maydoni tizimdagi haqiqiy xotiraning hajmidan oshadi, RAM etishmasligi tashqi sekin yoki arzonroq xotira (qattiq disk, flesh-xotira va boshqalar) bilan to'ldiriladi. ) Ushbu tushuncha virtual xotira deb nomlanadi. Bunday holda, chiziqli manzillar maydoni to'g'ridan-to'g'ri fizik manzillar makoniga (chiziqli manzil fizik manzildir) yoki sahifani tarjima qilish mexanizmidan foydalanib joylashtirilishi mumkin. Ikkinchi holda, chiziqli adres maydoni virtual xotirani tashkil etadigan bir xil o'lchamdagi sahifalarga bo'linadi. Sahifani tarjima qilish virtual xotiraning kerakli sahifalarini jismoniy manzillar maydoniga tushirishni ta'minlaydi.
Virtual xotira tizimini joriy qilishdan tashqari, tashqi xotira qurilmalari fayllar ko'rinishida dasturlar va ma'lumotlarni uzoq muddatli saqlash uchun ishlatiladi.