Dasturiy injiniring” fakulteti Mavzu: Kesh-xotirani tashkil etishning asosiy masalalari. Guruh: cao010-4 Bajardi

Muhammad al-Xorazmiy nomidagi Toshkent axborot texnologiyalari universiteti
“Dasturiy injiniring” fakulteti

Mavzu: Kesh-xotirani tashkil etishning asosiy masalalari.

Guruh: CAO010-4
Bajardi: Salohiddinov Orzibek
Tekshirdi: Axrorov Faxriddin

Toshkent 2023


Kesh-xotirani tashkil etishning asosiy masalalari
Keshni tashkil etish xotiradagi ma'lumotlarni keshdagi joy bilan taqqoslashdir. Kesh tezkor xotira turi bo'lib, operativ xotira va protsessor o'rtasida bufer vazifasini bajaradi. U tez-tez so'raladigan ma'lumotlar va ko'rsatmalarni o'z ichiga oladi, shuning uchun ular kerak bo'lganda darhol CPU uchun mavjud bo'ladi.

To'g'ridan-to'g'ri xaritalangan kesh, assotsiativ kesh yoki assotsiativ keshni o'rnatish kabi kesh tashkilotini loyihalashning turli usullari mavjud. Ushbu usullar keshda ma'lumotlarni topish va saqlash uchun xotira manzilining bitlaridan qanday foydalanishi bilan farqlanadi. Ular, shuningdek, ishlash, murakkablik va narx jihatidan turli xil afzallik va kamchiliklarga ega.

Kesh protsessorga yaqin va asosiy xotiradan tezroq. Lekin ayni paytda asosiy xotiradan kichikroq. Kesh tashkiloti xotiradagi ma'lumotlarni keshdagi joylashuvga solishtirishdir. Oddiy yechim: Ushbu xaritalashning bir yo'li kichik kesh manzilini topish uchun uzoq xotira manzilining so'nggi bir necha bitlarini ko'rib chiqish va ularni topilgan manzilga joylashtirishdir. Oddiy yechim bilan bog'liq muammolar: Ushbu yondashuv bilan bog'liq muammo shundaki, biz yuqori tartibli bitlar haqidagi ma'lumotni yo'qotamiz va quyi tartibli bitlar qaysi yuqori tartibli bitlarga tegishli ekanligini aniqlashning imkoni yo'q.


Teg: Yuqoridagi muammoni hal qilish uchun keshda qaysi xotira bloki saqlanganligini aniqlash uchun ko'proq ma'lumot keshda saqlanadi. Biz qo'shimcha ma'lumotlarni teg sifatida saqlaymiz

Kesh bloki nima? Dasturlar fazoviy joylashuvga ega bo'lgani uchun (Joylashuv aniqlangandan so'ng, yaqin oradagi joylar yaqin kelajakda olinishi ehtimoli yuqori). Shunday qilib, kesh bloklar shaklida tashkil etilgan. Odatda kesh bloklari hajmi 32 bayt yoki 64 baytni tashkil qiladi.


Yuqoridagi tartib to'g'ridan-to'g'ri xaritalangan kesh bo'lib, u quyidagi muammoga ega bo'lib, biz yuqorida xotira manzillarining so'nggi bir necha bitlari keshda manzillash uchun foydalanilgani va qolgan bitlar teg sifatida saqlanganligini muhokama qildik. Endi tasavvur qiling-a, kesh juda kichik va manzillar 2 bit. Aytaylik, biz keshni tanlash uchun asosiy xotira manzilining oxirgi ikki bitidan foydalanamiz (quyidagi diagrammada ko'rsatilganidek). Shunday qilib, agar dastur 2, 6, 2, 6, 2, ... ga kirsa, har bir kirish zarbaga olib keladi, chunki 2 va 6 keshda bir joyda saqlanishi kerak.

Yuqoridagi muammoning yechimi - Assotsiativlik Agar ma'lumotlarni keshning istalgan joyida saqlasak nima bo'ladi, yuqoridagi muammo u erda bo'lmaydi? Bu keshni sekinlashtiradi, shuning uchun biz ular orasida biror narsa qilamiz.

Kesh xotirasi - bu juda yuqori tezlikdagi maxsus xotira. Kesh - bu tez-tez ishlatiladigan asosiy xotira joylaridan ma'lumotlar nusxalarini saqlaydigan kichikroq va tezroq xotira. Protsessorda ko'rsatmalar va ma'lumotlarni saqlaydigan turli xil mustaqil keshlar mavjud. Kesh xotirasidan foydalanishning eng muhim tomoni shundaki, u asosiy xotiradan ma'lumotlarga kirish uchun o'rtacha vaqtni qisqartirish uchun ishlatiladi.

Kesh xotirasining xususiyatlari
a)Kesh xotira juda tez xotira turi bo'lib, operativ xotira va protsessor o'rtasida bufer vazifasini bajaradi.
b)Kesh xotirasi tez-tez so'raladigan ma'lumotlar va ko'rsatmalarni o'z ichiga oladi, shuning uchun ular kerak bo'lganda darhol CPU uchun mavjud bo'ladi.
c)Kesh-xotira asosiy xotira yoki disk xotirasiga qaraganda qimmatroq, lekin protsessor registrlariga qaraganda ancha tejamkor.
d)Kesh xotirasi yuqori tezlikdagi protsessor bilan tezlashtirish va sinxronlashtirish uchun ishlatiladi.

Xotira darajalari
1-darajali yoki ro'yxatga olish: Bu ma'lumotlar saqlanadigan va qabul qilinadigan xotira turi bo'lib, ular darhol protsessorda saqlanadi. Eng ko'p qo'llaniladigan registr - Akkumulyator, Dastur hisoblagichi, Manzil registri va boshqalar.
2-darajali yoki kesh xotirasi: Bu tezroq kirish vaqtiga ega bo'lgan eng tezkor xotira bo'lib, u erda tezroq kirish uchun ma'lumotlar vaqtincha saqlanadi.
3-darajali yoki asosiy xotira: Bu hozirda kompyuter ishlayotgan xotira. U kichik o'lchamli va quvvat o'chirilgandan keyin ma'lumotlar bu xotirada qolmaydi.
4-darajali yoki ikkilamchi xotira: Bu asosiy xotira kabi tez bo'lmagan tashqi xotira, lekin ma'lumotlar doimiy ravishda ushbu xotirada qoladi.
Kesh ishlashi
Protsessor asosiy xotiradagi joyni o'qishi yoki yozishi kerak bo'lganda, u birinchi navbatda keshdagi tegishli yozuvni tekshiradi.

Agar protsessor xotira joyi keshda ekanligini aniqlasa, kesh hit sodir bo'ldi va ma'lumotlar keshdan o'qiladi.

Agar protsessor keshda xotira joyini topmasa, kesh o'tkazib yuborilgan. Keshni o'tkazib yuborish uchun kesh yangi yozuvni ajratadi va asosiy xotiradan ma'lumotlarni nusxalaydi, keyin so'rov kesh tarkibidan bajariladi.
Kesh xotirasining ishlashi ko'pincha Hit nisbati deb ataladigan miqdor bo'yicha o'lchanadi.