مفاهیم پایه سازمان حافظه

توضیحات

در جلسه بیست و یکم معماری کامپیوتر دکتر حقیقت ویژه کنکور کامپیوتر در مقاطع کارشناسی ارشد و دکترا با عنوان «مفاهیم پایه سازمان حافظه»، فصل چهارم درس معماری (فصل سازمان حافظه) آغاز می‌شود. سازمان حافظه (Memory Organization) یکی از مهم‌ترین مباحث و چالش‌برانگیز ترین مسائل درس معماری است و قطعاً از این فصل درکنکورها و آزمون‌های مختلف سؤال خواهیم داشت. باید ببینیم مشکل و مسئله اصلی حافظه چیست که یک فصل معماری به آن اختصاص یافته است؟ پاسخ این است که حافظه کُند است و اگر این مشکل حل نشودسرعت پایین آن در مقابل سرعت بالای پردازنده گلوگاه سیستم (Bottleneck) خواهد شد. بنابراین تسریع حافظه مهم‌ترین چالش این فصل است. روش‌های تسریع و افزایش سرعت سازمان حافظه دو دسته اند: 1) حافظه سلسله مراتبی و استفاده از چندین سطح cache در کنار حافظه اصلی 2) برگ برگ سازی حافظه اصلی. در این جلسه، ابتدا ساختار سلسله مراتبی حافظه (Memory Hierarchy) مورد بحث و بررسی قرار می‌گیرد و از نقطه نظرهای مختلف (فرار یا ماندگار بودن، درون هسته یا درون چیپ یا درون بورد یا بیرون بورد بودن، سرعت، قیمت، حجم و مصرف توان) سطوح مختلف این سلسله مراتب 8 لایه ای با یکدیگر مقایسه می‌گردند. سپس جزئیات مربوط به حافظه نهان (Cache memory) و واحد کنترل حافظه نهان (CCU: Cache Control Unit) معرفی می‌گردند. مفهوم Word یا کلمه در حافظه و مفهوم Block در Cache مطرح و دلیل استفاده از این مفاهیم تشریح می‌شود. سپس اصل مهم مراجعات محلی (LOR: Locality of References Principle) مورد بحث و بررسی دقیق قرار می‌گیرد و دو جنبه آن یعنی محلیت زمانی (Temporal Locality) و محلیت مکانی یا فضایی (Spatial Locality) با چندین مثال در کد و داده و پشته مورد بحث قرار می‌گیرند. سپس یک تست کنکور کارشناسی ارشد در این رابطه مطرح و حل تشریحی آن ارائه می‌گردد.