Mavzu:Kesh xotira va uning ishlash prinspi. Reja: 1.Kesh xotira. 2Xotirada texlik muammosi. 3.Kesh xotiraning Vazifasi. Kichik hajmdagi tezkor va katta hajmdagi sekin ishlovchi xotirani birlashtirish imkonini beruvchi texnologiya yordamida arzon, tezkor va katta hajmdagi xotiradan foydalanish imkoniyati yaratildi.
Kichik hajmdagi katta tezlikda ishlovchi xotira Kesh-xotira deb ataladi.
Fransuz tilidan “cacher” – “berkitish”, “yashirish” ma`nolarini anglatadi.
Kesh-xotiraning Markaziy protsessorda joylashishi
Kesh-xotira tashkil etish g`oyasi juda soda bo`lib, u o`zida tez-tez takrorlanuvchi so`zlarni (word) saqlab turadi.
Agar protsessorga biror bir so`z kerak bo`lsa u albatta dastlab kesh-xotiraga murojaat qiladi.
Agar zarur so`z kesh-xotirada mavjud bo`lmasa, u xolda asosiy xotiraga murojaat amalga oshiriladi.
So`zning kesh-xotirada mavjudligi uni o`qish uchun vaqt sarfini keskin qisqartiradi
Xotira manzillariga murojaat
Dasturlar xotiraga taxminan kirishni amalga oshirmaydi. Agar dasturga A manzilga kirish kerak bo`lsa, undan so`ng dastur A manzilga yaqin joylashgan manzilga kirishiga to`g`ri keladi.
Amaliy jihatdan dasturning oddiy buyruqlari ketma-ket joylashgan xotira maydonlaridan chaqiriladi.
Bundan tashqari dasturlarning katta vaqt ulushi sikllarni bajarish uchun, ya`ni bir nechta buyruqlar to`plamini qayta-qayta bajarishga sarflanadi.
Lokallik prinsipi
Ma`lum vaqt oralig`ida xotiraga takroriy kirishlar davomida xotiraning faqat ma`lum bir qismidangina foydalanish - Lokallik prinsipi deb ataladi.
Ushbu prinsip barcha kesh-xotiraning asosini tashkil etadi.
Lokallik prinsipining go`yasi qachon ixtiyoriy so`zni xotiradan chaqirilganida, bu so`z qoshni so`z bilan birga kesh xotiraga o`tkaziladi va navbatdagi so`rovda keyingi so`zga tezkor murojaatni amalga oshiriladi.
Agar so`z k marta yoziladigan yoki o`qiladigan bo`lsa, kompyuter sekinroq ishlovchi asosiy xotiraga 1 marta va tez ishlovchi kesh-xotiraga k-1 marta murojaat qilishi talab etiladi. k qanchalik katta bo`lsa, samaradorlik shunchalik yuqori bo`ladi.
To`g`ridan-to`g`ri xaritalash
To'g'ridan-to'g'ri xaritalash deb nomlanuvchi eng oddiy usul har bir asosiy xotiraning blokini faqat bitta mumkin bo'lgan kesh qatoriga joylashtiradi.
To'g'ridan-to'g'ri xaritalashda har bir xotira blokini keshdagi ma'lum bir qatorga tayinlanadi.
Agar yangi blokni joylash kerak bo'lsa, oldinroq xotiraga olingan blok o`chirib tashlanadi. Manzil maydoni ikki qism indeks maydoniga va yorliq maydoniga bo'lingan.
Kesh yorliq maydonlarini saqlash uchun ishlatiladi, qolganlari asosiy xotirada saqlanadi.
To'g'ridan-to'g'ri xaritalashning ishlashi hit ratio koefitsienti nisbati bilan mutanosib.
To`g`ridan-to`g`ri xaritalash
Keshga kirish uchun har bir asosiy xotira manzili uchta maydondan iborat deb qarash mumkin.
Eng kam ahamiyatli bitlar asosiy xotira blokidagi noyob so'z yoki baytni aniqlaydi
Xotirada texlik muammosi
Protsessorlar xotira qurilmalariga nisbatan ancha tez ishlaydi. Lekin protsessorlar va xotira qurilmalari parallel ravishda takomillashayotganiga qaramasdan bu tafovvut saqlanib qolmoqda.
Protsessorlarni ishlab chiqaruvchilar protsessor tezligini yanada oshirish uchun konveyer va superskalyar arxitekturalarni ham qo`llamoqdalar.
Biroq xotira ishlab chiqaruvchilari odatda xotira hajmini oshirish imkoniyatlarini ko`proq qidirishmoqda, shuning uchun xotira qurilmalarining ishlash tezligini oshirish hali ham dolzarbligicha qolmoqda.
Bu tafovvut protsessor ish jarayonida xotiradan ixtiyoriy so`z (word)ni olishi uchun bir qancha siklni amalga oshirishi kerak bo`ladi.
Xotira qancha sekin ishlasa axborot olish uchun protsessor shuncha ko`p vaqt kutishi va nisbatan ko`p sikllarni amalga oshirishi kerak bo`ladi.
To`xtalishlarni oldini olish usullari
Ushbu masalani hal qilishning 2 xil usuli mavjud:
1-usul. Ma`lumotlarni xotiradan o`qish davomida u bilan bog`liq buyruqlarni bajarib borish. Agar qaysidir buyruq ixtiyoriy so`z (word)ni xotiradan o`qilguniga qadar ushbu so`zdan foydalanishni talab qilsa, u xolda protsessor ushbu buyruqni to`xtatadi. Xotira qanchalik sekin ishlasa, buyruqlarni to`xtatish shunchalik ko`p uchraydi.
2-usul. Bu usulda shunday kompyuterni ishlab chiqish talab etiladi-ki, unda kompilyator-dasturlar so`z (word) xotiradan o`qilmasidan avval uni ishlatmaydi va to`xtalishlarni oldi olinadi. Lekin bu oson ish emas. Odatda bu usulda to`xtalishlar apparat sathida emas balki dastur sathida amalga oshadi.
Odatda protsessor o‘zining ichida deyarli hech narsani saqlamaydi. Unda ma’lumotlarga ishlov beriladigan yacheykalar (bu «ishchi» yacheykalar registrlar deb ataladi) juda kam. Shuning uchun protsessor ishini tezlatish uchun ancha oldin (4-avloddan boshlab) keshlash texnologiyasi taklif qilingan. Kesh – bu bufer vazifasini bajaruvchi xotira yacheykalarining nisbatan katta bo‘lmagan naboridir. Umumiy xotiradan biror narsa o‘qilayotganda yoki unga yozilayotganda ma’lumotlarning nusxa (копия)si kesh-xotiraga ham kiritiladi. Agar shu ma’lumotlarning o‘zi yana zarur bo‘lib qolsa, ularni uzoqdan chaqirib olish zarur bo‘lmaydi – ularni buferdan olish ancha tezroq bo‘ladi.
