معمارية الحاسوب

فالذاكرة المخبئة هي الذاكرة الوسيطة



بين الـcpu و Mm مين ميموري


::::::::::::::


طيب لو سألنا



ما هي الذاكرة الخبيئةCache Memory


هي ذاكرة صغيرة تشبه الذاكرة العشوائية إلا انهااسرع منها

و أصغر و توضع على ناقل النظام

بين المعالج و الذاكرة العشوائية


في اثناء عمل المعالج يقوم هذا الأخير بقراءة و كتابة البيانات

و التعليمات من والى الذاكرة العشوائية بصفة متكررة ،



المشكلة أن الذاكرة العشوائية تعتبر بطيئة بالنسبة للمعالج



و التعامل معها مباشرة يبطئ الأداء فلتحسين الأداء


لجأ مصممو الحاسب الى وضع هذه الذاكرة الصغيرة


و لكن السريعة بين المعالج والذاكرة العشوائية مستغلين


أن المعالج يطلب نفس المعلومات أكثر من مرة

في أوقات متقاربة فتقوم الذاكرة المخبئية بتخزين


المعلومات الأكثر طلباً من المعالج مما يجعلها في متناول


المعالج بسرعة حين طلبها .


عندما يريد المعالج جلب بيانات أو تعليمات فإنه

يبحث عنها أولاُ في الذاكرة L1


فإن لم يجدها ( فشل المعالج في ايجاد المعلومات



التي يريدها من الذاكرة العشوائية



يسمى "cache miss"



أما نجاحه في الحصول عليها من الذاكرة المخبئية



يسمى ( "cache hit" )



يبحث عنها في L2 فإن لم يجدها جلبها من الذاكرة العشوائية .


راجعوا رسمة 4.7 صفحة 114 في الكتاب



Characteristics


خصائص الذاكرة المخبأة ::


هناك عدة خصائص مهمة للكاش ميموري







L o c a t i o n
الموقع





Capacity
القدرة/ السعة






Unit of transfer
وحدة النقل




Access method
طريقة الوصول




Performance
الآداء



Physical type
نوع الفيزيائي




Physical characteristics
الخصائص الفيزيائية



Organisation


التنظيم



وسنتطرق لكل خاصية من خصائص



الكاشي بالتفصيل




::::::::::::::::::::::::


ولنبدأ على بركة الله أولاً بـالـ


L o c a t i o n


ويعود على موقع الميموري
internal أو External


هل هي داخل أوخرج الكمبيوتر
فالذاكرات الداخلية مثل\ المين ميموري
RAM و الـ Cach
أما الخارجية هي الذاكرات الثانوية
مثل الفلاش و الأشرطة كالـtape



Capacity


وتعني سعة الذاكرة و قدرتها و كيف تقاس


وذلك بأمرين
Word size-1


The natural unit of organisation



2-Number of words


or Bytes


1 بايت = 8 بت


وأحجام الذاكرة الأخرى الشائعة


8 و 16 و 23



Unit of transfer
وحدة النقل في الذاكرة 3 إما أن تكون


Internal
قد تكون داخلية
Usually governed by data bus width
ويتحكم فيها عادة عرض ناقل البيانات



External
وقد تكون خارجية
Usually a block which is much larger than a word
عادة البلوك لها أكبر من الورد


Addressable unit
و تعني الوحدة القابلة للعنون
وتعتمد على 3 أمور
Smallest L o c ation which can be uniquely addressed
Word internally
Cluster on M$ disks
فالموقع الأصغرفيها هو الذي يمكن يعنون بعنوان وحيد
الورد يكون داخلي
يتجمع على الأقراص


تعرفنا في الأعلى على خصائص الكاش ميموري


وتعرفنا بالتفصيل على 3 خصائص



على السريع


L ocation


Capacity


Unit of transfer



نكمل الخاصية الرابعة و نأخذها بالتفصيل


(Access Method)


طيب "الأكسس ميثود " تعني طريقة الوصول


بمعني ما هي الطريقة المتبعة للوصول للذاكرة المخبأة


هناك 4 طرق


1- Sequentialمتسلسل
2-Direct مباشر
3-Random عشوائي
4-Associative تجميعي



طيب نتعرف على كل وحدة





::::::::::::



1- Sequentialمتسلسل


وهذه طريقة الوصول إلى الذاكرة بطريقة متسلسلة



تبدأ من البداية و تقرأ بالترتيب يعني لا
ما يمكنها أنها تنقز


زمن الوصول للبيانات يعتمد على الموقع المحدد
والموقع السابق وذلك لأنها تسير بالتسلسل
ولا تصل مباشرة


ومثال على ذلك: -الـ Tape الأشرطة








2-Direct مباشر


طريقة الوصول المباشر لها عنوان فريد


وتصل بواسطة القفز عند البحث عن بيان


و زمن الوصول يعتمد على الموقع والموقع سابق


ومثال على ذلك: - Disk الأقراص


|[عَزيْزي الزَائِر يَتَوجّبْ عَليْكَ التَسجيْل لُمشاهدة الرآبـط للتَسْجيْــل اضغط هُنــا]|



و بالفعل مباشر و سأضرب لك مثال من الواقع لتثبت


لو انت ركبت السيارة و أدخلت CD قرآن


و أردت مثلاً سورة الـشرح طولي راح تحدد العنوان



في أي Trak , وتطلع لك مباشرة


أما لو دخلت شريط كاسيت و أردت مثلاً سورة


الكهف عشان اليوم جمعة ..ما راح تقدر راح تلف الشريط


و تقدم وتأخر لين ما توصل وغصب عليك تمشي بالتسلسل


سواء شئت أم أبيت
-Random عشوائي

ذاكرة الوصول العشوائية




لها عنوان فريد و تميز المواقع بالضبط


لا تعتمد في زمن الوصول على الموقع و الموقع السابق



ومثال على ذلك: - Ram





وهي من أشهر ذاكرات الوصول العشوائية




و سؤالي لكم ليش سميت عشوائية ؟






ننتقل لطريقة الوصول الرابعة والأخيرة وهي



4-Associative تجميعي




و هذه لطريقة لازم تحبوها لأن أشهر مثال لها


هي الـ Cache الذاكر الوسيطة


وهو موضوع شابترنا طبعاً سميت طريقة




الوصول التجميعية لأن




البيانات واقعة بِالمقارنة مع محتويات جزء المخزن


زمن الوصول مستقل لا يعتمد على الموقع أو الموقع السابق
Memory Hierachy-Diagram


تخطيط تدرج الذاكرة..


لا تخافوا من المسمى و سهلتها بحيث يسهل تذكرها


شوفوا معايا الرسمة ..



|[عَزيْزي الزَائِر يَتَوجّبْ عَليْكَ التَسجيْل لُمشاهدة الرآبـط للتَسْجيْــل اضغط هُنــا]|



عبارة عن مثلث هرمي يحتوي على 3


طبقات أو مستويات تمام ..كل ما كان الشي


في القمة كل ما كان أداءه سريع و مميز و كل ما وصل


القاع راح يقل كفاءته وسرعته و هالنوع تجد مساحته في الرسمة


كبيرة فلا تظن أنه شكله واسع وتربط إنه سريع


هو رسم أنواع الذاكرات تحت لأنه شريحة كبيرة من الناس


في القاع ونادرا ما تجد المتميز طيب


شلون نعرف صحة كلامك يا أستاذة راح أثبت لكم لعيونكم


و راح أعلمكم طريقة التتبع و القراءة الصحيحة


انظروا إلى الرسمة







ستجد 3 أسهم أريدك أن تمشي عند كل سهم


من اليسار لليمين بعينك بنصف دائرة تربط


فراح تلاقي التالي


1-الذاكرة الداخلية وتضمن الريجستر والمين ميموري و الكاشي
2-الذاكرة الخارجية مثل الأقراص الممغنطة والـCD ..الخ
3-تخزين الغير متصل مثل الأشرطة المممغنطة


شفتوا شلون نقراها


يسار يمين كنصف دائرة وننزل تحت
يسار يمين كنصف دائرة وننزل تحت
يسار يمين كنصف دائرة وننزل تحت


أكمل ..يسار يمين ولا لا ؟؟عاد لو أحد قال إيه بطقه
وبقول له فتح عينكخلاصنا الـ 3 طبقات


طيب كذا بالمنطق نقول كلما هبطنا من أعلى لأسفل
كلما قلت جودة وكفاءة التخزين والعكس صحيح


طيب لو بنضرب مثال ..راح نقول جهاز الكمبيوتر


فيه ذاكرة داخلية مثلاً RAm واستطيع تركيب


ذاكرة خارجية مثل الـCD لكن لا أستطيع


أن أدخل شريط كست في جهازي لذلك سمي


تخزين غير متصل ..ومعناه لا يتصل مباشرة الحاسب


لكن أقدر بطرق اخرى و و سائل مساعة أحفظ


من سيدي و أخزن مقطع في شريط كست بإستخدام


ستريو ومسجل ..

تعرفنا على على خصائص الذاكرة الوسيطة ومنها

L ocation
Capacity
Unit of transfer
(Access Method)


بقي 4 منها .. الآن سننتقل للـ


Performance




وتعني الآداء و تهتم

1- زمن الوصول Access Time


2- وقت دورة الذاكرة Memory Cycle Time

تقيس نسبة الآداة في وقت دورةِ ذاكرة كم
الوقت الذي يتطلب الوصول للذاكرة"لتحسين والترقية"
قبل الوصولِ القادم.

وقت دورة وصولُ + تحسّن

3- نسبة النقل Transfer Rate
تقيس نسبة الآداه في أي بيانات
يمكن أن يتحرك







Physical type
نوع الفيزيائي

1-شبه الموصلات مثل الـRam

2-نوع مغناطيسي مثل الـDisk و الـ tape

3-نوع بصري مثل CD و DVD

4- أنواع أخرى مثل الفقاعات و هيلوجرام








Physical characteristics

الخصائص الفيزيائية


1- عدم الثبات volatiliy


2- قابل للمسح Erasable


3-الإنحطاط Decay


4 - الطاقة power




طبعا الأنواع الفيزيائية اللي ذكرناها ليس متشابهة
و تختلف في الخصائص الفيزيائية

فتختلف جودة السيديهات على حسب خصائصها

من ناحية المسح و الحجم و الثبات و عدم فساده


و على قدرة تحمله للطاقة و مرونته


و قيسوا قياس في الذاكرات الأخرى من ناحية الخصائص


لتعرفوا الجودة و الكفاءة وحتى تختلف الاسعار


كلما كانت الخصائص بيرفكت






Organisation


التنظيم

الترتيب الفيزيائي يكون من البت إلى Word


ومثال على ذلك: interleaved