Kesh manzillari

6. Chiziq hajmi

• 
  Yana bir dizayn elementi chiziq o'lchamidir. Ma'lumotlar bloki olinsa va keshga joylashtirilsa, nafaqat kerakli so'z, balki qo'shni so'zlar soni ham olinadi. Asosan, blok hajmi oshgani sayin, keshga ko'proq foydali ma'lumotlar keltiriladi. Hit nisbati pasayishni boshlaydi, chunki blok yanada kattalashadi va yangi olingan ma'lumotdan foydalanish ehtimoli almashtirilishi kerak bo'lgan ma'lumotni qayta ishlatish ehtimolidan kamroq bo'ladi.
  
• 
  Blok o'lchami va urish nisbati o'rtasidagi bog'liqlik ma'lum bir dasturning mahalliy xususiyatlariga bog'liq bo'lib, aniq optimal qiymat hali topilmadi.
  

7.Keshlar soni
Keshlar dastlab joriy qilinganida, odatiy tizimda bitta kesh mavjud edi. Yaqinda bir nechta keshlardan foydalanish muhim jihatga aylandi. Keshlar soni bilan bog'liq ikkita dizayn muammosi mavjud.

• 
  KO'P DARAJALI KESHLAR: Ko'pgina zamonaviy dizaynlar chipdagi va tashqi keshlarni o'z ichiga oladi. Eng oddiy bunday tashkilot ikki darajali kesh sifatida tanilgan, ichki kesh 1-darajali (L1) va tashqi kesh 2-darajali (L2) sifatida belgilangan. Shuningdek, keshning 3 yoki undan ko'p darajasi bo'lishi mumkin. Bu asosiy xotiraga kirishni kamaytirishga yordam beradi.
  
• 
  UNIFIED VERSUS SPLIT KESHLAR: Ilgari chipdagi kesh dizaynlari ma'lumotlar va ko'rsatmalarga havolalarni saqlash uchun ishlatiladigan bitta keshdan iborat edi. Bu yagona yondashuv. Yaqinda keshni ikkiga bo'lish odatiy holga aylandi: biri ko'rsatmalarga va ikkinchisi ma'lumotlarga bag'ishlangan. Bu ikkala kesh ham bir xil darajada mavjud. Bu ajratilgan kesh. Birlashtirilgan kesh yoki ajratilgan keshdan foydalanish boshqa dizayn muammosidir.
  

https://www.ibm.com/docs/en/zos/2.3.0?topic=xes-using-cache-services-ixlcache

"Kesh xotira loyihalash" degan ifoda o'zbek tili va dasturiy ta'minot sohasida ishlovchi bo'lishi mumkin bo'lgan bir necha ma'noni o'z ichiga oladi. Shu bilan birga, ushbu ifoda dasturiy ta'minot sohasida xotira (cache) tashkil etish va boshqarish bilan bog'liq.

Xotira Hajmi:

Kesh xotiraning hajmi kesh loyihalashining asosiy qismidir. Ushbu hajm, keshda saqlangan ma'lumot bloklarining yoki umumiy saqlash hajmi bayonotida ifodalangan. Katta keshlar ko'proq ma'lumotni saqlaydigan bo'lib, ammo ular qimmatroq bo'lishi mumkin va ma'lumotlarga kirishni kengaytirishi mumkin.
Keshni Tartiblash:

Keshni tartiblash, kesh tuzilishi va xotira manzillarini qanday tartibda joylashtirish haqida ma'lumot beradi. Keshni direkt tartiblash, to'liq birlashtirilgan, va to'liq birlashtirilmagan tartiblar kabi umumiy tartiblash usullari mavjud.

Direkt Tartiblash:

Har bir xotira bloki to'liq birlashtirilgan tartibga to'g'ri keladi. Bu oddiy tartiblash usuli, ammo mo'ljallangan ishlab chiqarish muammolariga olib kelishi mumkin.

Himoyalangan Tartiblash:

Har bir xotira bloki bir to'plamga to'g'ri kelishi mumkin. Kesh to'plamlariga bo'lingan va har bir to'plamda bir nechta qator mavjud. Bu usul direkt tartiblashdan kam tartiblash xatoqligini olib tashlaydi.

To'liq Himoyalangan Tartiblash:

Har bir xotira bloki keshda istalgan joyda joylashishi mumkin. Bloklar joylashishi uchun chegaralar yo'q, bu esa quloqqa zarar etishni kamaytiradi va kesh xatoqligini eng past darajada olib tashlaydi.

Keshni Almashtirish Siyosati:

Kesh to'liq bo'lib, yangi blokni kiritish zarur bo'lganida, qaysi mavjud blokni almashtirish kerakligi haqida qaror qilish lozim. Almashtirish siyosatlari o'rtasida LRU (Eng kichikdan katta foydalanilgan), FIFO (Birinchi-keldi-birinchi-chiqdi), va Random almashtirish kabi ma'lumotlar bor.

LRU (Eng Kichikdan Katta Foydalanilgan):

Foydalanilmagan muddati eng ko'p bo'lgan blok almashtiriladi.

FIFO (Birinchi-keldi-birinchi-chiqdi):

Keshda eng ko'p muddatdandir qolgan blok almashtiriladi.

Random Almashtirish:

Tasodifiy tanlangan blok almashtiriladi.

Kesh Yozish Siyosati:

Keshga yozishlarni qanday qilib boshqarish kerakligi haqida ma'lumot beradi. Umumiy ravishda ikkita siyosat mavjud: yozishni to'liq amalga oshirish (write-through) va yozishni qayta o'qib (write-back).

Yozishni To'liq Amalga Oshirish (Write-Through):

Ma'lumotni kesh va asosiy xotiraga bir vaqtning o'zida yozish, sodda yozish operatsiyalarini yengillaydi, ammo yozishni kuchaytirishi mumkin.

Yozishni Qayta O'qib (Write-Back):

Ma'lumotni keshga yozib, blok almashtirilib tushganda faqat asosiy xotiraga yoziladi. Bu yozishni optimallashtirish uchun ishlatiladi, ammo kesh bo'sh bo'lishi o'z vaqtida sodda operatsiyalarni yengillaydi.

Kesh Tegishliligi:

Ko'p jarayonli tizimlarda, kesh tegishliligi muhimdir. Kesh tegishlilik protokollari har bir processorni keshlar o'rtasida ma'lumotlar tushishi bo'yicha o'zgartirishsiz qonuniyatni ta'minlash uchun ishlatiladi.

Kesh Ierarkiyasi:

Hozirgi kompyuter tizimlarida odatda bir nechta darajali kesh (L1, L2, L3) mavjud. Ierarkiya, keshlarni yuqori darajali keshlarda tezkor ma'lumotlarga qulayroq kirish imkoniyatini va pastki darajali keshlarda katta hajmni ta'minlashni ta'minlaydi.

Kesh Blok O'lchami:

Kesh bloklari (yoki qatorlari) haqiqiy operatsiyalar uchun xotira maydonlarini qanday tanlash qobiliyatiga ega. Bloklar kattaligi keshda oqim chiqarishni kamaytirish va o'zaro qo'zg'atishlarni kamaytirish mumkin.

Kesh Indeksatsiya:

Xotira manzillari boyicha qanday qilib blok joylashtirilishi kerakligi. Bu, kesh tartiblash bilan yaqinroq bog'liqdir.

Oldindan Olish (Prefetching):

Oldindan olish usullari, so'ralmagan ma'lumotni oldindan aniq vaqt qo'shib keshga kiritishni o'z ichiga oladi, kesh xatoliklarini kamaytirishni maqsadlaydi.

Keshga Kirish Vaqti:

Keshda ma'lumotga qanday tez kirish mumkinligi muhim kriteriyadir. Tez kirish vaqti, umumiy tizim boshqaruvini yaxshilaydi.

Samimiy kesh loyihalash, ushbu elementlarni ehtiyotkorlik bilan tushuntirib, to'g'ri tanlash va konfiguratsiya qilishni talab qiladi, ammo har bir kesh loyihalashida konkret talablar va foydalanuvchi ehtiyojlarini hisobga oladi.