119
7.2.
Компьютердің жедел жадысын ұйымдастыру.
Процессор бағдарламаларды жəне бастапқы берілгендерді өңдеу
үшін жедел жадыдан алады, оған алынған нəтижелер жазылады.
Жады «жедел» атауын жұмыстың жоғары жылдамдығына
байланысты алды. Жадыдан берілгендерді оқу немесе жадыға жазу
барысында процессорға күтудің қажеті жоқ, себебі, жады өте тез
жұмыс істейді. Алайда, онда сақталған берілгендер компьютер тоққа
қосылған кезде ғана сақталады; компьютерді сөндірген кезде, кейбір
жағдайларды есепке алмағанда, жедел жадының мазмұны өшіріледі.
Жедел жады немесе жедел еске сақтау құрылғысы – бұл ерікті
қолжетім RAM бар жады.
Қызықты мәлімет
Жедел жады стандарттарын құрастырулуына электронды
құрылғылар бойынша біріктірілген Кеңес - JEDEC (Joint Electron
Device Engineering Council) жауап береді. JEDEC альянсы чипсеттер
мен жедел еске сақтау құрылғысының чиптерін шығаратын 300-ге
жуық өндірісті өзінің қатарына біріктірді.
Компьютер жадысы екілік есте сақтау элементтерінен (бит)
құрылған, бір бит ақпараттың сақталуы триггерлермен жүзеге асады.
Биттер байт деп аталатын сегіз биттен тұратын топтарға
біріктірілген. Барлық байттар нөмірленген. Байт нөмірі оның адресі
деп аталады. Жадының өлшем бірліктері ақпаратты сақтау өлшем
бірліктеріне сəйкес.
Байттар ұяшықтарға біріге алады, олар сөзбен аталады. Әр
компьютерге белгілі бір сөздің ұзындығы тəн: 2,4, немесе 8 байт.
Бұл жады ұяшықтарының басқа ұзындықты қолдануын жоққа
шығармайды (мысалы, жарты сөз, қос сөз). Әдетте, бір машиналық
сөзде не толық бір сан немесе бір команда ұсынылуы мүмкін.
Алайда, ақпаратты ұсынудың өзгермелі форматтары рұқсат етіледі.
Жедел жады көптеген ұяшықтардан тұрады, əр ұяшықтың өз
ерекше екілік адресі бар.
Процессордың адрестік кеңістігінің көлемі жəне дербес
компьютерлерде нақты орнатылған жедел жады көлемі əрдайым
өзгеше. Адрестелген жады көлемі 4 Гбайт – қа дейін жетуі мүмкін,
ал нақты орнатылған жедел жады көлемі əлдеқайда аз болуы мүмкін
мысалы, 256 Мбайт.
Қазіргі компьютерлердің көпшілігі DIMM (Dual-In-line Memory
Module — екі қатар орнатылған микросхемалы жады модулі) типті
модульдерімен
жабдықталады.
Қазіргі
процессорлардың
компьютерлік жүйесінде жоғары жылдамдықты модуль Rambus
DRAM (RIMM) қолданылады.
RDRAM (Rambus DRAM) технологиясын калифорниялық
120
Rambus компаниясы ұсынған. Компания барлығы бірнеше RDRAM
түрлерін жобалады: Base, Concurrent жəне Direct. Ең көп табысқа ие
Direct RDRAM (DR DRAM атауын жиі кездестіруге болады) болды.
DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) жадысы берілгендерді екі
рет жіберу жадысы деп аталады.
Нарықтағы ең «жаңа» жады типі деп QDR SDRAM (Quadro-дан)
атауға болады, себебі, бір такті ішінде бірден төрт сигналды жіберуді
қамтамасыз етеді. Бірақ ол DDRII SDRAM деген атау алды.
Жады модульдері мынандай параметрлермен сипатталады:
көлемі (128, 256, 512 Мбайт), микросхемалар саны, шинаның
паспорттық жиілігі (100...533 МГц), берілгендерге қолжеткізу
уақыты (74 нс-тен бастап) жəне контактар саны (72, 168 или 184).
Ақпараттық алмасуда жедел жадыдан басқа да ішкі жады типтері
қатысады: кэш – жады, тұрақты жады, Flash BIOS, CMOS-жады
(CMOS RAM) жəне бейнежады (VRAM).
Кэш – жады. Кэш – жады. (француз тілінен cache — құпия орын,
жасырын жер) жедел жады жəне процессордың арасындағы
берілгендермен алмасу операциясын жеделдетеді.
Өте тез кэш – жадының көлемі үлкен емес, процессормен
ақпаратты өңдеу жылдамдығында айырмашылықты өтеу үшін жəне
процесор мен жедел жадының арасында берілгендерді алмасу
кезінде біршама ақырын əрекет ететін жедел жадымен қолданылады.
Көптеген компьютерлердің кэш – жадысы екі деңгейге бөлінеді:
бірінші жəне екінші. Бірінші деңгейдің кэш – жадысы (Level 1,
немесе L1) процессордың микросхемасына кіріктірілген SRAM
типті жады түрінде кездеседі. Бірінші деңгейлі кэш – жадысы
процессордың жиілігінде жұмыс істейді. Екінші деңгейлі кэш –жады
(Level 2, или L 2) əуелде, жүйелік тақшада орналасқан болатын,
сондықтан, жүйелік тақшаның жиілігінде ғана жұмыс істей алатын.
Алайды, екінші деңгейлі кэш – жадының болуы міндетті емес
саналатын, жəне оны бөлек сатып алу қажет еді. Бүгінде, кэш –
жадының болуы жəне оның көлемінің неғұрлым үлкен болуы жақсы
екендігі түсінікті.
Кез келген компьютерлік бағдарлама, вирустарды қоса алғанда,
берілгендер деп аталатын белгілі бір ақпаратты өңдейді. Берілгендер
жедел жады ұяшықтарының ретімен орналасуын көрсетеді жəне де
бұл реттілік (массив) жедел жадыда он шақты килобайттарды ала
отырып өте үлкен болуы мүмкін.
Ақпаратты өңдеудің əр басқа алгоритмдерін жүзеге асыратын
процессор командалары. Олар бағдарлама құрады, сонымен қатар,
олар сол жады көлемінде сақталады. Операциялық жүйе оларды
түрлі сегменттерге орналастырады, олардың күрделі өрілімдерін
түсіну оңай емес. алайда, процессор тұрғысынан жады
ұяшықтарының бірыңғай массиві бар жəне де командалар мен
берілгендер бірдей таңдалады.
121
7.1. – сурет. Кэш - жадыны қолдану
арқылы ақпаратты өңдеу сызбасы
7.1 – суретте кэш – жадыны қолданумен, ақпаратты өңдеу
сызбасы ұсынылған. Жедел жадыдан өңдеуге арналған код
фрагменті жəне берілгендер блогы таңдалады. Мұндай тəсілдің
артықшылығы анық. Процессордың жұмысы сол қалыпта, яғни,
командалардың таңданылуы берілгендермен кезектесіп отырады. Ол,
енді ғана баяу жедел жадыдан емес, тез кэш жадыдан оқиды жəне
берілгендердің түсуін күтуге уақыт кетірмейді.
Бірінші деңгейлі кэш – жады əрқашан екі бөлікке бөлінеді:
командалар кэші жəне берілгендер кэші. Командалар үшін бөлек кэш
болғаны өзін ақтайды, берілгендер массив айналымындағы өңделетін
нақты көлем кэш жадыдағы орыннан əлдеқайда көп. Бұл жағдайда,
берілгендер порциясын өңдеген соң, кэш жадыға жаңа порцияны
жүктеуге тура келеді. Ал бұл жаңдайда L1 кэшіндегі командалар
айналымының салыстырмалы аз саны қосымша жүктеуді талап
етпейді.
L1 кэшінің коды толық жаңартылу сəтінде, оқу жадыдан
жүргізіледі, яғни, бұл сəтте процессор күту күйіне көшуге мəжбүр
болады. Алайда, жедел жады жəне кэш L1 –дің арасындағы бұл
күтуді азайту үшін тағы бір кэш (екінші деңгейлі - L2) орнатуға
болады. Технологиясы дəл сондай.
Кэш – жады DRAM – ға қарағанда, біршама тез əрекет ететін
қымбат жəне сиымдылығы аз статикалық жадының SRAM (Static
RAM), микросхемаларында жүзеге асырылады.
Қазіргі микропроцессорларда ішіне орнатылған бірінші деңгейлі
деп аталатын, сиымдылығы 32.. .128 Кбайт кэш – жадысы бар. Бұдан
басқа, компьютердің жүйелік тақшасында екінші дəрежелі
сиымдылығы 512 Кбайт жəне одан да жоғары кэш орнатылуы
мүмкін.
Кэш – жады компьютердің жалпы өнімділігін (20.30% - ға)
көтереді.
Тұрақты жады. Компьютерде энергияға тəуелді емес тұрақты
жады (ТЕСЖ, ROM, Read Only Memory — тек оқуға арналған жады)
бар, ол өзгертуді қажет етпейтін берілгендерді сақтауға
қолданылады. ТЕСҚ-нан тек тұрақты сақтауға арналған, ақпаратты
оқуға болады. Жадының мазмұны арнайы тəсілмен құрылғының
жадысына оны құрастыру кезінде «тігіледі».
ТЕСҚ – да процессордың, дисплейдің, пернетақтаның,
принтердің, сыртқы жадының, компьютерді косу жəне сөндіру
Достарыңызбен бөлісу: |
