Fan nomi: “Kompyuter arxitekturasi”
O`qituvchi: Norov Elnur Islomovich
Mavzu bo`yicha adabiyotlar - Баденко В.Л. Высокопроизводительные вычисления. Учебное пособие. СПб. Изд. Политехнического университета. 2010. -180 с.
- Таненбаум Э., Остин Т. Архитектура компьютера // 6-е издание. СПб.: Питер, 2013. — 811 с
- Мусаев М.М. ―Процессоры современных компьютеров. Тошкент.: ―Aloqachi нашриёти, 2020 йил. 12 боб. 512 бет. – Олий ўқув юртлари учун қўлланма
- Юнусов Ж.Ю.,Абасхонова Х.Ю., Рақамли қурилмалар ва микропроцессор тизимлари.Касб –хунар коллежлари учун ўқув қўлланма. Т.-Молия иқтисод, 2010й-256 в.
Reja: - Xotirada texlik muammosi
- To`xtalishlarni oldini olish usullari
- To`xtalishlarni oldini olish yechimlari
- Kesh-xotira
- Xotira manzillariga murojaat
- Lokallik prinsipi
- Xotiraga kirishning o`rtacha vaqti
- Kesh-xotirada xaritalash usullari
- To`g`ridan-to`g`ri xaritalash
- Assotsiativ xaritalash
- Set-Assotsiativ xaritalash
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.
To`xtalishlarni oldini olish yechimlari - Bu muammoning yechimi texnik jihatdan emas balki iqtisodiy jihatdan qaraladi.
- Texnik nuqtai-nazardan protsessor kabi tez ishlovchi xotira qurilmasini tashkil etish mumkin.
- Lekin bunday xotira qurilmasini protsessorning mikrosxemalariga joylashtirish talab etiladi, sababi ma`lumotlarni shinalar orqali uzatish sekin amalga oshadigan jarayondir.
- Mikrosxemalarga katta o`lchamdagi xotira qurilmasini joylashtirish protsessor o`lchamini oshiradi va tabiiyki uning narxi ham ortadi. Bu o`rinda protsessor o`lchamlarini haddan tashqari oshirib yubormaslik muhim hisoblanadi.
- Ishlab chiqaruvchi va foydalanuvchilardan kichik jahmdagi tezkor va katta hajmdagi nisbatan sekin ishlovchi xotiradan birini tanlash talab etiladi.
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-xotira 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 - 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.
Set-Assotsiativ xaritalash E`tiboringiz uchun rahmat
Do'stlaringiz bilan baham: |
