Kapitulli 5 – Kujtesa dhe organizimi i saj

Këto janë temat që trajtohen në këtë kapitull:

– Hierarkia e kujtesave.

– Karakteristikat e paisjeve të kujtesës.

– Kujtesat me kapje të rastit (RAM). RAM statik dhe dinamik.

– Rritja e performancave të kujtesës qëndrore.

– Kujtesa kashé.

– Ushtrime dhe informacione rreth kujtesave DDR.

…pjesë nga leksioni…

5.1.2 Detaje rreth hierarkisë se kujtesave

Objektivi kryesor i çdo sistemi kujtese është që të sigurojë një kapacitet ruajtjeje të informacionit të mjaftueshëm me një nivel performancash të pranueshme dhe me një çmim të arsyeshëm. 

Atëherë si mund të përmbushet ky objektiv, pra që të krijohet një kujtesë, në kuptimin e përgjithshëm të fjalës, që të jetë e madhe, e shpejtë dhe e lirë njëkohësisht ?

Për këtë përdoren dy rrugë :

  • Hierarkia e kujtesave.
  • Përdorimi i paralelizmit në administrimin e kujtesës.

Në një kompjuter, sistemi i kujtesës se tij mund të shikohet si një bashkësi e njësive kryesore, të cilat formojnë hierarkinë e kujtesave (M1, M2, …., Mn), të tillë që  Mi është nën vartësinë e nivelit më të lartë Mi+1. Kështu, të gjithë informacionet që gjenden në Mi-1 në çdo moment gjenden gjithashtu edhe në Mi, por jo anasjelltas.

Procesorët komunikojnë drejtpërdrejt me nivelin e parë të hierarkisë M1. Pas kësaj M1 komunikon drejtpërdrejt me M2, e kështu me radhë. Në se shënojmë me Ki, tAidhe Si respektivisht koston për bit, kohën e kapjes dhe madhësinë e kujtesës Mi, atëherë për nivelet e kujtesave Mi+1 dhe Mi do të kishim që  :

Ki>K i+1

tAi<t A+i

Si<S i+1

Në këtë mënyrë hierarkia e suksesshme e kujtesës në një kompjuter bën që :

  • Përdoruesit t’i ofrohet aq kujtesë sa është madhësia e kujtesës më të lirë
  • Kujtesa të kapet me shpejtësinë e kujtesës më të shpejtë.

Praktikisht kjo situatë në kompjuterat moderne është paraqitur në figurën e mëposhtme.

Përse funksionimi i mekanizmit të hierarkisë se kujtesave është i suksesshëm ?

Sepse programet dhe të dhënat gëzojnë veçorinë e afërsisë (Principle of locality), i cili shprehet në dy forma :

Afërsi kohore (Temporal locality) : në se një e dhënë që gjendet në kujtesë në adresën A përdoret nga procesori, atëherë ka probabilitet të madh që ajo të përdoret përsëri në një interval të shkurtër kohor.

Në praktike kjo do të thotë : mbaji të dhënat e përdorura se fundmi sa më pranë procesorit !

Afërsi hapësinore (Spatial locality) : në se një e dhënë që gjendet në kujtesë në adresën A përdoret nga procesori, atëherë ekziston një probabilitet i lartë që një e dhënë tjetër e gjendur në kujtesë pranë së parës, të përdoret gjithashtu në një interval të shkurtër kohor.

Në praktikë kjo do të thotë : Blloqet e të dhënave që zhvendosen ndërmjet niveleve të ndryshme të hierarkisë së kujtesave përbëhen nga  fjalë të dhënash që gjenden në vazhdimësi.

Këtu jepet një shembull që ilustron veçorinë e afërsisë.

Në këtë shembull realizohet produkti matricë-vektor.

y[i] : veçoria e afërsisë kohore dhe hapësinore

a[i]*[j] : veçoria e afërsisë hapësinore

x[j] : veçoria e afërsisë kohore dhe hapësinore

Ja edhe një shembull tjetër i thjeshtë :

sum=0;

for (i=0; i<n; i++);

       sum+=a(i);

return sum;

Si administrohet hierarkia e kujtesës? Këtu më poshtë paraqitet shkurtimisht ky fakt.

Regjistra <-> Kujtesë qëndrore

  • Administrohet nga kompilatorët (programuesi)

Cache <-> Kujtesë qëndrore

  • Administrohet nga hardware

Kujtesë qëndrore <-> Disk

  • Administrohet nga hardware dhe sistemi operativ (kujtesa virtuale (virtual memory).
  • Nga programuesi (nëpërmjet skedarëve).

Në figurën e mëposhtme paraqitet një përmbledhje e hierarkisë së kujtesës, ku tregohet se cila është teknologjia e përdorur, shpejtësia, madhësia dhe si administrohet ajo.

…vazhdimi në leksion…

Diskutim

Ende pa komente.

Lini një Përgjigje

Ju lutemi, bëni hyrjen me një nga këto metoda që të postoni komentin tuaj:

Stema e WordPress.com-it

Po komentoni duke përdorur llogarinë tuaj WordPress.com. Dilni / Ndryshojeni )

Foto Twitter-i

Po komentoni duke përdorur llogarinë tuaj Twitter. Dilni / Ndryshojeni )

Foto Facebook-u

Po komentoni duke përdorur llogarinë tuaj Facebook. Dilni / Ndryshojeni )

Foto Google+

Po komentoni duke përdorur llogarinë tuaj Google+. Dilni / Ndryshojeni )

Po lidhet me %s

Këtë e pëlqejnë %d blogues: