Kesh - vaqt davomida tez-tez talab ma'lumotlarni saqlash uchun kompyuter protsessor yuqori tezlikdagi xotira. Bu axborot va qanday ma'lumotlar eng tez yo'l olish uchun qarash zarur protsessori uchun "nuqtalari», deb sifatli ishlashini oshiradi.
Kesh xotira
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.
Xotiraga kirishning o`rtacha vaqti
Odatda xotira bilan bog`liq bo`lgan qat`iy hisoblashlarni amalga oshirishimiz mumkin.
c – kesh-xotiraga kirish vaqti;
m – asosiy xotiraga kirish vaqti
h – kesh hitlari (hit ratio) koeffitsienti – kesh-xotiraga va xotiraga umumiy murojaatlarning ja`mi soni o`rtasidagi nisbatni ifodalaydi. h = (k-1)/k.
Ba`zi xollarda kesh miss ratio koeffitsienti qo`llaniladi, 1-h
Bu orqali kirishlar uchun sarflangan o`rtacha vaqtni hisoblash mumkin
o`rtacha kirish vaqti = c + (1 — h) m
Kesh-xotirada xaritalash usullari
Mantiqiy jihatdan kesh-xotira protsessor va asosiy xotira o`rtasida joshlashadi.
Lekin amaliy jihatdan ularni 3 xil usulda xaritalash (mapping) orqali joylashtirish mumkin
Kesh-xotira uchun uch xil xaritalash turi qo'llaniladi: to'g'ridan-to'g'ri xaritalash, assotsiativ xaritalash va Set-Assotsiativ 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.
Assotsiativ xaritalash
Ushbu turdagi xaritalashda assotsiativ xotira so'zining tarkibi va manzillarini saqlash uchun ishlatiladi.
Set-Assotsiativ xaritalash
Ushbu xaritalash shakli to'g'ridan-to'g'ri xaritaning kamchiliklari olib tashlanib rivojlantirilgan shakli hisoblanadi.
Assotsiativ xaritalashni o'rnatish to'g'ridan-to'g'ri xaritalash usulida mumkin bo'lgan kamchiliklarni hal qiladi.
Buni bloklar keshga joylashtiradigan bitta satrga ega bo'lish o'rniga, bir nechta satrlarni guruh qilib, to'plamni yaratish deb aytiladi.
Keyin xotira bloki ma'lum bir to'plamning istalgan satriga xaritani joylashtirishi mumkin.
Set-assosiativ xaritalash keshda mavjud bo'lgan har bir so'z asosiy indeks manzili uchun ikkita yoki undan ko'p so'zdan iborat bo'lishi mumkin.
Set-Assotsiativ kesh xaritalashda to'g'ridan-to'g'ri va assotsiativ kesh xaritalash usullarining eng yaxshi imkoniyatlari birlashtiriladi.
