پاورپوینت کامل معماری کامپیوتر با عنوان ساختار حافظه در 50 اسلاید

اختصاصی از فی دوو پاورپوینت کامل معماری کامپیوتر با عنوان ساختار حافظه در 50 اسلاید دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

در علوم رایانه، به هر وسیله که توانایی نگهداری اطلاعات را داشته باشد، حافظه می‌گویند. حافظه یکی از قسمت‌های ضروری و اساسی یک رایانه به شمار می‌رود. همان‌طور که انسان برای نگهداری اطلاعات مورد نیاز خود علاوه بر حافظه درونی خویش از ابزارهای گوناگون دیگری همانند کاغذ، تخته سیاه، نوار ضبط صوت، نوار ویدیو و ... استفاده می‌کند رایانه هم می‌تواند از انواع گوناگون حافظه استفاده کند. به طور کلی دو نوع حافظه داریم:

• «حافظه اصلی» که به آن «حافظه اولیه» یا «حافظه درونی» نیز می‌گویند.
• «حافظه جانبی» که به آن «حافظه ثانویه» یا «حافظه کمکی» نیز می‌گویند.

حافظه اصلی

کلیه دستورالعمل‌ها و داده‌ها، برای این که مورد اجرا و پردازش قرار گیرند، نخست باید به حافظه اصلی رایانه منتقل گردند و نتایج پردازش نیز به آنجا فرستاده شود. حافظه اصلی رایانه از جنس نیمه رسانا (الکترونیکی) است و در نتیجه، سرعت دسترسی به اطلاعات موجود در آنها در مقایسه با انواع حافظه جانبی که بصورت مکانیکی کار می‌کنند مانند دیسک سخت، دیسک‌گردان، و لوح فشردهبالاست و قیمت آن نیز گران‌تر است اما در مقابل حافظه‌هایی، که به پردازنده نزدیکتر هستند و از ظرفیت کمتری برخوردارند مانند ثبات (به انگلیسی: Processor Registers) و حافظه نهان سی‌پی‌یو (به انگلیسی:Cachee)گرانتر و از سرعت دسترسی بالاتری بهره می‌برند. حافظه‌های اصلی نیز به دو دسته تبدیل می‌شوند:

• حافظه خواندنی/ نوشتنی (به انگلیسی: RAM)، حافظه دسترسی تصادفی (به انگلیسی: Random Access Memory یا RAM) از این نوع است.
• حافظه فقط خواندنی (به انگلیسی: Read Only Memory یا ROM)

حافظه خواندنی/ نوشتنی

همان‌طور که از نام این حافظه پیداست، پردازنده می‌تواند هم در این نوع حافظه بنویسد و هم از آنها بخواند. به طور کلی، برنامه‌ها (به انگلیسی: Codes)، دستورالعمل‌ها (به انگلیسی: Instructions)، و داده‌هایی (به انگلیسی: Data) در این حافظه قرار می‌گیرند که پردازشگر بخواهد بر روی آنها کاری انجام دهد. به این نوع حافظه‌ها، حافظه فَرّار نیز می‌گویند زیرا با قطع برق، محتویات آن‌ها از بین می‌رود. RAMها غالباً دو نوع اند:

• (DRAM (Dynamic RAM

(RAMدینامیک): در این نوع حافظه اطلاعات به طور اتوماتیک توسط رایانه تازه (به انگلیسی:Refresh) می‌شوند. به دلیل چگالی بیشتر داده‌ها و ارزان بودن RAM دینامیک پراستفاده است و در حافظه دسترسی تصادفی (به انگلیسی: RAMM) از آن بیشتر استفاده می‌شود.

• (SRAM (Static RAM

(RAMاستاتیک): سرعت این نوع حافظه بالاتر از نوع دینامیک است. از این نوع RAM در حافظه نهان (به انگلیس:Cache) که بین حافظه اصلی و پردازنده قرار دارد، استفاده می‌شود.

حافظه فقط خواندنی

همانگونه که از نام حافظه فقط خواندنی (به انگلیسی: ROM) استفاده می‌شود، پردازنده نمی‌تواند به صورت خودکار اطلاعات موجود در این نوع حافظه را تغییر دهد، بلکه فقط می‌تواند آن را بخواند. هنگام خاموش شدن رایانه نیز این اطلاعات از بین نمی‌رود و ثابت می‌ماند. سامانهٔ ورودی/خروجیِ پایه (به انگلیسی: Basic Input/Output System یا BIOSS)که وظیفه تنظیمات ساختاری سخت‌افزاری رایانه و همچنین آزمایش و راه اندازی قسمت‌های گوناگون رایانه را به هنگام روشن شدن سیستم برعهده دارد در این نوع حافظه قرار داده می‌شود.

فهرست مطالب:

• حافظه اصلی
• حافظه ROM
• حافظه RAM
• ساختار سلول حافظه SRAM
• ساختار حافظه DRAM
• بلوک دیاگرام حافظه
• نقشه آدرس حافظه
• ارتباط حافظه با پردازنده
• اهمیت حافظه
• پیشرفت تکنولوژی حافظه
• اصل محلی بودن رجوع به حافظه
• زمان دسترسی به حافظه
• حافظه Cache
• مثالی از سلسله مراتب حافظه
• نحوه عمل Cache
• درصد موفقیت
• Cache, Hit/Miss Rate, and Effective Access Time
• عملکرد Cache دوسطحی
• تاثیر اندازه بلوک های Cache
• حافظه associative
• سخت افزار مربوطه
• نگاشت
• fully associative mapping
• نگاشت مستقیم
• set associative mapping
• Cache address mapping
• الگوریتم های جایگزینی
• نوشتن در حافظه کش

دانلود تحقیق CPU cache به زبان انگلیسی

اختصاصی از فی دوو دانلود تحقیق CPU cache به زبان انگلیسی دانلود با لینک مستقیم و پر سرعت .

CPU cache
 
Diagram of a CPU memory cacheA CPU cache is a cache used by the central processing unit of a computer to reduce the average time to access memory. The cache is a smaller, faster memory which stores copies of the data from the most frequently used main memory locations. As long as most memory accesses are to cached memory locations, the average latency of memory accesses will be closer to the cache latency than to the latency of main memory.

The diagram to the right shows two memories. Each location in each memory has a datum (a cache line), which in different designs ranges in size from 8 to 512 bytes. The size of the cache line is usually larger than the size of the usual access requested by a CPU instruction, which ranges from 1 to 16 bytes. Each location in each memory also has an index, which is a unique number used to refer to that location. The index for a location in main memory is called an address. Each location in the cache has a tag, which contains the index of the datum in main memory which has been cached. In a CPU's data cache, these entries are called cache lines or cache blocks.

When the processor wishes to read or write a location in main memory, it first checks whether that memory location is in the cache. This is accomplished by comparing the address of the memory location to all tags in the cache that might contain that address. If the processor finds that the memory location is in the cache, we say that a cache hit has occurred, otherwise we speak of a cache miss. In the case of a cache hit, the processor immediately reads or writes the data in the cache line. The proportion of accesses that result in a cache hit is known as the hit rate, and is a measure of the effectiveness of the cache.

In the case of a cache miss, most caches allocate a new entry, which comprises the tag just missed and a copy of the data from memory. The reference can then be applied to the new entry just as in the case of a hit. Misses are comparatively slow because they require the data to be transferred from main memory. This transfer incurs a delay since main memory is much slower than cache memory, and also incurs the overhead for recording the new data in the cache before it is delivered to the processor.

Contents
1 Some details of operation
2 Associativity
3 Cache misses
4 Address translation
4.1 Virtual indexing and virtual aliases
4.2 Virtual tags and vhints
4.3 Page coloring
5 Cache hierarchy in a modern processor
5.1 Specialized caches
5.1.1 Victim cache
5.1.2 Trace cache
5.1.3 Harvard architecture
5.2 Multi-level caches
5.3 Example: the K8
5.4 More hierarchies
6 Implementation
7 See also
8 References
9 External links
 


Some details of operation
In order to make room for the new entry on a cache miss, the cache generally has to evict one of the existing entries. The heuristic that it uses to choose the entry to evict is called the replacement policy. The fundamental problem with any replacement policy is that it must predict which existing cache entry is least likely to be used in the future. Predicting the future is difficult, especially for hardware caches which use simple rules amenable to implementation in circuitry, so there are a variety of replacement policies to choose from and no perfect way to decide among them. One popular replacement policy, LRU, replaces the least recently used entry.

When data is written to the cache, it must at some point be written to main memory as well. The timing of this write is controlled by what is known as the write policy. In a write-through cache, every write to the cache causes a write to main memory. Alternatively, in a write-back or copy-back cache, writes are not immediately mirrored to memory. Instead, the cache tracks which locations have been written over (these locations are marked dirty). The data in these locations is written back to main memory when that data is evicted from the cache. For this reason, a miss in a write-back cache will often require two memory accesses to service: one to read the new location from memory and the other to write the dirty location to memory.

شامل 29 صفحه Wrod