التنظيم النقابي للذاكرة. تقنية مقارنة ميزات ذاكرة الوصول الترابطية

المنهجية الترابطية لتشخيص النضج الشخصي المؤلفون: E. V. Kalyaeva، T. V. Prokofieva Instructions. يتم عرض عدد من الكلمات على انتباهكم. فكر في الارتباطات التي تثيرها كل كلمة من هذه الكلمات، واكتب 35 خاصية مقترحة تكشف عن المفهوم

الذاكرة "اليومية" والذاكرة طويلة المدى لنفكر في سؤالين آخرين يتعلقان بموضوع "الذاكرة". حتى الآن، تم إيلاء الاهتمام الرئيسي للطرق المخبرية القياسية، والتي غالبًا ما تستخدم في دراسة الذاكرة في أي عمر. الأخيرين

8. علم النفس النقابي في عملية تكوين علم النفس، بدأ النهج الارتباطي في الإدراك هو السائد. يعد علم النفس الترابطي أحد الاتجاهات الرئيسية في علم النفس في القرنين السابع عشر والتاسع عشر. كان المبدأ التفسيري الرئيسي للحياة العقلية هو المفهوم

الذاكرة مع الوصول النقابي أو الذاكرة الترابطيةيختلف عن الأنواع الأخرى من الذاكرة في أن الوصول إلى خلاياه لا يتم في عنوان محدد، بل في محتوىخلايا الذاكرة. في الواقع، تعمل الذاكرة الترابطية مثل محرك بحث، قادر على العثور على المعلومات بناءً على نمط معين. أساس الذاكرة الترابطية هو أجهزة التخزين النقابي(AZU)، وهي، مثل معظم الذاكرة التشغيلية، متطايرة ويتم تنفيذها على شكل شرائح أشباه الموصلات (مجموعات الشرائح).

يتم شرح مبدأ تشغيل ASU من خلال الرسم التخطيطي الموضح في الشكل. 3.8 يتم تقسيم مصفوفة التخزين، كما هو الحال في الذكريات القابلة للعنونة، إلى م- خلايا البت، وعددها ن. كقاعدة عامة، تتضمن ASU ما يلي:

· مجموعة التخزين (SM)؛

· سجل الخصائص النقابية (RgAP)؛

· سجل القناع (RMM)؛

· تسجيل مؤشرات العناوين مع دوائر المقارنة عند الإدخال.

قد تكون هناك عناصر أخرى في ACS، يتم تحديد وجودها ووظائفها من خلال طريقة استخدام ACS.

أرز. 3.8. جهاز التخزين النقابي

يتم استرداد المعلومات من AMS على النحو التالي. يتم إرسال نمط البحث إلى سجل الميزات الترابطية من جهاز التحكم - كود المعلومات المطلوبة(يسمى أحيانا مقارنة). يمكن أن يحتوي الرمز على عدد عشوائي من الأرقام - من 1 ل م. إذا تم استخدام رمز الميزة بالكامل، فإنه يدخل إلى دائرة المقارنة دون تغييرات، ولكن إذا كان من الضروري استخدام جزء فقط من الكود، فسيتم إخفاء البتات غير الضرورية باستخدام سجل القناع. قبل البدء في البحث عن المعلومات في ASU، يتم ضبط كافة أجزاء سجل مؤشر العنوان على 1 بعد ذلك، يتم استقصاء الرقم الأول من جميع خلايا مصفوفة التخزين، ومقارنة المحتويات مع الرقم الأول من سجل الخصائص الترابطية. إذا كانت محتويات الرقم الأول أنالا تتطابق الخلية مع محتويات الرقم الأول من RgAP، ثم الرقم المقابل لسجل مؤشر العنوان تي طإعادة تعيين إلى الدولة 0 ، إذا كان مطابقًا – رقم تي طبقايا 1 . ثم يتم تكرار هذه العملية مع الأرقام الثانية والثالثة والأرقام اللاحقة حتى تتم المقارنة مع جميع أرقام RGAP. بعد الاقتراع والمقارنة bitwise في الدولة 1 ستبقى تلك البتات من سجل مؤشر العنوان التي تتوافق مع الخلايا التي تحتوي على معلومات تطابق تلك المسجلة في سجل الخصائص الترابطية. ويمكن قراءة هذه المعلومات بالتسلسل الذي يحدده جهاز التحكم.

لاحظ أن وقت البحث عن المعلومات في الخريطة حسب علامة الترابط يعتمد فقط على عدد أرقام السمة وعلى سرعة استقصاء الأرقام، ولكنه مستقل تمامًا عن عدد الخلايا في الخريطة. يحدد هذا الميزة الرئيسية لذاكرة الوصول العشوائي (RAM) على الذكريات القابلة للعنونة: في ذاكرة الوصول العشوائي القابلة للعنونة، أثناء عملية البحث، من الضروري تعداد جميع خلايا مصفوفة التخزين. بالإضافة إلى ذلك، هناك تطبيقات لنظام الذاكرة تقوم بالبحث في وقت واحد على جميع أرقام جميع الكلمات المكتوبة في الذاكرة، أي. وقت البحث في أجهزة مماثلةلا يتجاوز وقت دورة الذاكرة.

يتم تسجيل المعلومات الجديدة في ZM دون تحديد رقم الخلية. عادة، يتم استخدام إحدى البتات في كل خلية للإشارة إلى شغلها، أي. إذا كانت الخلية خالية للكتابة، فهذا يعني أن هذه القطعة تحتوي على 0 ، وإذا كنت مشغولاً، - 1 . ثم، عند كتابة معلومات جديدة إلى ذاكرة الوصول العشوائي، يتم تعيين الإشارة 0 في الرقم المقابل لسجل الخصائص الترابطية، ويتم تحديد جميع خلايا ZM المجانية للكتابة. يقوم جهاز التحكم بوضع معلومات جديدة في إحداها.

في كثير من الأحيان، يتم إنشاء ASDs بطريقة تسمح أيضًا بالمعالجة المباشرة للبيانات، بالإضافة إلى المعالجة الترابطية، مما يوفر راحة معينة أثناء التشغيل.

تجدر الإشارة إلى أن عناصر التخزين في الذاكرة، على عكس عناصر الذاكرة القابلة للعنونة، يجب ألا تخزن المعلومات فحسب، بل يجب أيضًا أن تؤدي بعض المهام. وظائف منطقيةوبالتالي، فهي تسمح لك بالبحث ليس فقط عن طريق ما إذا كانت محتويات الخلية مساوية لسمة معينة، ولكن أيضًا عن طريق شروط أخرى: محتويات الخلية أكبر (أقل من) المقارنة، وكذلك أكبر أو يساوي (أقل من أو يساوي).

تميز خصائص ذاكرة الوصول العشوائي المذكورة أعلاه مزايا ذاكرة الوصول العشوائي لمعالجة المعلومات. يعد تكوين عدة تدفقات من المعلومات المتطابقة باستخدام AMS أمرًا سريعًا وبسيطًا، ومع وجود عدد كبير من العناصر التشغيلية، يمكن إنشاء أنظمة عالية الأداء. يجب علينا أيضًا أن نأخذ في الاعتبار حقيقة أنه على أساس الذاكرة الترابطية، يمكن بسهولة تحقيق تغيير في موقع المعلومات وترتيبها. وبفضل هذا، يعد AMS وسيلة فعالة لتوليد مجموعات البيانات.

تظهر الأبحاث أن عددًا من المهام، مثل معالجة معلومات الرادار، والتعرف على الأنماط، ومعالجة الصور المختلفة والمهام الأخرى باستخدام بنية بيانات المصفوفة، يتم حلها بشكل فعال بواسطة الأنظمة الترابطية. بالإضافة إلى ذلك، فإن برمجة مثل هذه المهام للأنظمة الترابطية أبسط بكثير من تلك التقليدية.

لسوء الحظ، تتميز أجهزة الذاكرة ذات الوصول الترابطي بتعقيد تصنيع وتكلفة عالية، وتتجاوز المؤشرات المماثلة لكل من ذاكرة الوصول العشوائي الديناميكية والثابتة. الذاكرة الترابطية هي الأساس لبناء الأنظمة الترابطية المتوازية، وكذلك لأجهزة الكمبيوتر التي يتم التحكم فيها عن طريق تدفق البيانات. يتم استخدام الوصول النقابي على نطاق واسع في الأنظمة الفرعية لذاكرة التخزين المؤقت.

ذاكرة التخزين المؤقت

لأول مرة، اقترح M. Wilkes بنية ذاكرة ذات مستويين في عام 1965 أثناء بناء كمبيوتر Atlas. كان جوهر النهج هو وضع ذاكرة عازلة صغيرة عالية السرعة بين وحدة المعالجة المركزية و OP. أثناء تشغيل الكمبيوتر، يتم نسخ أقسام البروتوكول الاختياري التي يتم الوصول إليها إلى الذاكرة المؤقتة. نظرًا للامتثال لمبدأ المحلية المتداولة، يتم الحصول على مكاسب كبيرة في الأداء.

مظهر جديدتم تسمية الذاكرة ذاكرة التخزين المؤقت(من الانجليزية مخبأ- "ذاكرة التخزين المؤقت، الملجأ")، لأن هذه الذاكرة مخفية، "غير مرئية" لوحدة المعالجة المركزية، والتي لا يمكنها الوصول إليها مباشرة. في المقابل، قد لا يعرف المبرمج حتى بوجود ذاكرة التخزين المؤقت. في أجهزة الكمبيوتر التسلسلية، تم استخدام ذاكرة التخزين المؤقت لأول مرة في نموذج الأنظمة 85 من عائلة IBMS/360. اليوم، ذاكرة التخزين المؤقت موجودة في أي فئة من أجهزة الكمبيوتر، وغالباً ما يكون لها هيكل متعدد المستويات.

يمكن استخدام كافة المصطلحات التي تم تعريفها مسبقًا للذاكرة المؤقتة، على الرغم من أن كلمة " خط» ( خط) غالبا ما تستخدم بدلا من الكلمة " حاجز» ( حاجز).

كقاعدة عامة، يتم بناء ذاكرة التخزين المؤقت على أساس ذاكرة الوصول العشوائي الثابتة فائقة السرعة والمكلفة، في حين أن سرعتها أعلى بمقدار 5-10 مرات من سرعة OP، وحجمها أقل بمقدار 500-1000 مرة. لاحظ أن زيادة حجم ذاكرة التخزين المؤقت فيما يتعلق بسعة ذاكرة الوصول العشوائي (RAM) لا تعوقها التكلفة العالية لذاكرة الوصول العشوائي الثابتة فحسب، بل ليس كثيرًا. والحقيقة هي أنه مع زيادة سعة ذاكرة التخزين المؤقت، يزداد تعقيد دوائر التحكم، مما يؤدي بدوره إلى انخفاض الأداء. أظهرت العديد من الدراسات أن النسبة المحددة من ذاكرة التخزين المؤقت وأحجام ذاكرة الوصول العشوائي هي الأمثل وسيتم الحفاظ عليها أثناء تطوير أجهزة الكمبيوتر مع زيادة سرعة كلا النوعين من الذاكرة.

كما ذكرنا سابقًا، لا تتمتع وحدة المعالجة المركزية بإمكانية الوصول المباشر إلى ذاكرة التخزين المؤقت. وحدة تحكم خاصة مسؤولة عن تنظيم التفاعل بين وحدة المعالجة المركزية وذاكرة التشغيل والذاكرة المؤقتة. يتم تقسيم OP بالكامل إلى كتل ذات حجم ثابت، بينما يتم تحديد الجزء الأعلى من عنوان OP عنوان الكتلةوالجزء الأصغر هو عنوان الكلمة داخل الكتلة. يتم تبادل المعلومات بين OP والذاكرة المؤقتة على شكل كتل. تحتوي ذاكرة التخزين المؤقت أيضًا على عنوان داخلي خاص بها، ويتم وضع كل كتلة يتم قراءتها من OP في ذاكرة التخزين المؤقت في موقع محدد. عنوان الكتلة في ذاكرة التخزين المؤقت. غالبًا ما يتم استدعاء كتل ذاكرة التخزين المؤقت خطوطأو خطوط ذاكرة التخزين المؤقت.

إذا كانت الكتلة التي تطلبها وحدة المعالجة المركزية موجودة بالفعل في ذاكرة التخزين المؤقت، فستكتمل قراءتها عند الوصول إلى ذاكرة التخزين المؤقت. وبالتالي، عند توفير الوصول إلى عنوان ما، يجب على وحدة التحكم أولاً تحديد ما إذا كانت هناك نسخة من الكتلة تحتوي على هذا العنوان في ذاكرة التخزين المؤقت، وإذا كان الأمر كذلك، تحديد عنوان ذاكرة التخزين المؤقت الذي تبدأ منه هذه الكتلة. تتلقى وحدة التحكم هذه المعلومات باستخدام آلية ترجمة العنوان. يعتمد تعقيد هذه الآلية على استراتيجيات التنسيب، والذي يحدد المكان الذي يجب وضع كل كتلة OP فيه في ذاكرة التخزين المؤقت.

لا يقل أهمية عن ذلك السؤال عن النقطة التي يجب عندها وضع نسخة من الكتلة من OP في ذاكرة التخزين المؤقت. يمكن حل هذه المشكلة باستخدام استراتيجيات أخذ العينات.

عند الكتابة إلى الذاكرة المؤقتة، هناك عدة طرق لاستبدال المعلومات القديمة، والتي يتم تحديدها بواسطة استراتيجية تحديث الذاكرة الرئيسية.

غالبًا ما ينشأ موقف عندما، على الرغم من جلب الكتلة المطلوبة من OP، لا توجد مساحة في ذاكرة التخزين المؤقت لاستيعابها. في هذه الحالة، تحتاج إلى تحديد أحد خطوط ذاكرة التخزين المؤقت واستبداله بكتلة جديدة. يتم استدعاء طريقة تحديد سطر ذاكرة التخزين المؤقت المراد حذفه استراتيجية الاستبدال.

استراتيجيات التنسيب

هناك الطرق التالية لوضع البيانات في ذاكرة التخزين المؤقت:

· التوزيع المباشر.

· التوزيع النقابي تماما.

· التوزيع الترابطي الجزئي (المتعدد).

لنفترض أن عرض ناقل العنوان هو ن، ثم قدرة OP V OP = 2 نكلمات دون فقدان العمومية، نحدد حجم سطر ذاكرة التخزين المؤقت ليكون 256 كلمة، وبالتالي سيتم تقسيم OP بأكمله إلى 2ن-8كتل. عنوان OP كبير ن-8ستحدد البتات عنوان الكتلة، وسيحدد البايت المنخفض عنوان الكلمة الموجودة في الكتلة. السماح لسعة ذاكرة التخزين المؤقت ذاكرة التخزين المؤقت V 1024 مرة أقل من سعة OP، أي. ذاكرة التخزين المؤقت V = 2 ن -10الكلمات أو 2 ن-18كتل (خطوط ذاكرة التخزين المؤقت).

التوزيع المباشر

إذا كان لكل كتلة من الذاكرة الرئيسية موقع ثابت واحد فقط يمكن أن تظهر فيه في ذاكرة التخزين المؤقت، فسيتم استدعاء ذاكرة التخزين المؤقت هذه ذاكرة التخزين المؤقت المخصصة مباشرة(ذاكرة التخزين المؤقت المعينة مباشرة). هذا هو أبسط تنظيم للذاكرة المؤقتة، حيث يتم استخدام البتات ذات الترتيب المنخفض لعنوان الكتلة ببساطة لتعيين عناوين كتل OP لعناوين التخزين المؤقت. وبالتالي، فإن جميع كتل OP التي لها نفس البتات ذات الترتيب المنخفض في عنوانها تقع في سطر ذاكرة تخزين مؤقت واحد، أي.

(عنوان سطر ذاكرة التخزين المؤقت) = (عنوان كتلة OP) mod (عدد الكتل في ذاكرة التخزين المؤقت)

في مثالنا، عنوان سطر ذاكرة التخزين المؤقت جسيكون صغيرا ن -18بتة عنوان كتلة OP (انظر الشكل 3.9). يتم تحويل عنوان كتلة OP إلى عنوان سطر ذاكرة التخزين المؤقت عن طريق جلب هذه العناوين الثانوية ن -18قليل. أي من كتل OP 1024 لها نفس الشيء ن -18البتات الأقل أهمية ستختلف هذه الكتل عن بعضها البعض بمقدار 10 بتات الأكثر أهمية ر، مُسَمًّى علامة. من أجل تحديد كتلة OP التي يتم تخزينها فيها وقت معينفي ذاكرة التخزين المؤقت، يتم استخدام ذاكرة أخرى - ما يسمى ذاكرة العلامة (ذاكرة العلامة). تتم معالجة ذاكرة العلامات كلمة بكلمة، حيث يكون حجم كل كلمة مساويًا لحجم العلامة. سعة ذاكرة العلامة هي حاصل ضرب حجم العلامة وإجمالي عدد خطوط ذاكرة التخزين المؤقت، كما هو الحال في مثالنا 10·2ن-18قليل. عنوان ذاكرة العلامة هو عنوان سطر ذاكرة التخزين المؤقت مع. على عكس ذاكرة العلامات، تسمى الذاكرة التي تخزن الكتل المخزنة مؤقتًا ذاكرة البيانات. تتم معالجة ذاكرة البيانات كلمة بكلمة، ويتكون عنوانها من عنوان سطر ذاكرة التخزين المؤقت وعنوان الكلمة الموجودة داخل الكتلة (خط ذاكرة التخزين المؤقت).

أرز. 3.9. بنية عنوان الذاكرة للتخصيص المباشر

أرز. 3.10. تنظيم ذاكرة التخزين المؤقت المخصصة مباشرة

عند الوصول أالعنوان الرابع لـ OP (الشكل 3.10) الصغير ن -18بت عنوان الكتلة (الحقل ج)، حيث يتم تضمين هذا العنوان، كعنوان سطر ذاكرة التخزين المؤقت. في عنوان سطر ذاكرة التخزين المؤقت، تتم قراءة العلامة من ذاكرة العلامة (الحقل ر). بالتوازي، يتم الوصول إلى ذاكرة البيانات باستخدام ن -10الأجزاء الأقل أهمية من العنوان أ(الحقول جو ث). إذا كانت علامة القراءة وأهم 10 بتات من العنوان أتطابق، وهذا يعني أن الكتلة التي تحتوي على العنوان أ، موجود في ذاكرة البيانات، وتقوم الكلمة التي تم الوصول إليها بتخزين نسخة أ-العنوان OP.

إذا كانت العلامة مختلفة عن أهم 10 بتات في العنوان أ، ثم تتم قراءة كتلة تحتوي على العنوان من الذاكرة الرئيسية أ، ويتم إزالة سطر ذاكرة التخزين المؤقت الذي يتم تحديد عنوانه بواسطة الحقل من ذاكرة التخزين المؤقت ج(أصغر سنا ن -18 bits) عناوين الكتلة التي تتم قراءتها. يتم وضع الكتلة المقروءة من OP بدلاً من سطر ذاكرة التخزين المؤقت المحذوف، ويتم تحديث العلامة المقابلة في ذاكرة العلامة.

تتمثل ميزة التخصيص المباشر في سهولة التنفيذ، ومع ذلك، نظرًا لحقيقة أن عنوان سطر ذاكرة التخزين المؤقت يتم تحديده بشكل فريد من خلال عنوان كتلة OP، هناك احتمال كبير لتركيز مناطق الكتلة في جزء ما من ذاكرة التخزين المؤقت . سيحدث استبدال الكتل في هذا الجزء في كثير من الأحيان، بينما قد تكون مناطق أخرى من ذاكرة التخزين المؤقت في نفس الوقت خاملة. في مثل هذه الحالة، يتم تقليل فعالية ذاكرة التخزين المؤقت بشكل ملحوظ.

يحتوي جهاز التخزين، كقاعدة عامة، على العديد من عناصر التخزين المتماثلة التي تشكل مصفوفة تخزين (SM). يتم تقسيم الصفيف إلى خلايا فردية؛ تم تصميم كل منها لتخزين الكود الثنائي، حيث يتم تحديد عدد البتات من خلال عرض عينة الذاكرة (على وجه الخصوص، يمكن أن تكون كلمة آلية واحدة أو نصف أو عدة كلمات). تعتمد طريقة تنظيم الذاكرة على طرق وضع المعلومات والبحث عنها في مصفوفة التخزين. وبناءً على هذه الميزة، فإنهم يميزون بين ذكريات العنوان والترابط والمكدس (المجلة).

ذاكرة العنوان.في الذاكرة مع تنظيم العناوين، يعتمد وضع المعلومات والبحث عنها في الذاكرة على استخدام عنوان تخزين الكلمة (الرقم، الأمر، وما إلى ذلك)، العنوان هو رقم خلية الذاكرة التي توجد بها هذه الكلمة يقع.

عند كتابة (أو قراءة) كلمة في الذاكرة، يجب أن يشير الأمر الذي يبدأ هذه العملية إلى العنوان (رقم الخلية) الذي يتم فيه التسجيل (القراءة).

بنية ذاكرة العنوان النموذجية الموضحة في الشكل. 4.2، يحتوي على مجموعة تخزين من نخلايا n-bit وإطار أجهزتها، بما في ذلك سجل العناوين آر جي إيه، وجود ك(ك> سجل 2 ن)أرقام، سجل المعلومات آر جي آي,كتلة عينة العنوان باف،كتلة مكبر للصوت حافلة،كتلة من مكبرات الصوت - مُنشئات إشارات التسجيل BUZووحدة إدارة الذاكرة BUP.

الشكل 4.2. بنية ذاكرة العنوان.

عن طريق رمز العنوان في ار جي ايه بافيولد إشارات في خلية الذاكرة المقابلة تسمح بقراءة أو كتابة كلمة في الخلية.

تبدأ دورة الوصول إلى الذاكرة عن طريق الدخول إلى BUPمن خارج الإشارة جاذبية.الجزء العام من دورة التداول يشمل القبول RgA قحافلة العنوان شاالعنوان والاستقبال BUPوفك إشارة التحكم عملية،مع الإشارة إلى نوع العملية المطلوبة (قراءة أو كتابة).

علاوة على ذلك عند القراءة بافيقوم بفك تشفير العنوان، ويرسل إشارات القراءة إلى الخلية المحددة بواسطة العنوان زم،وفي هذه الحالة تتم قراءة رمز الكلمة المكتوبة في الخلية عن طريق قراءة مكبرات الصوت حافلةوينتقل إلى آر جي آي.ثم في الذاكرة مع قراءة مدمرة (عند القراءة، يتم تعيين كافة عناصر التخزين في الخلية إلى حالة الصفر). يتم تجديد المعلومات في الخلية عن طريق الكتابة إليها من آر جي آيبضع كلمات. تتم عملية القراءة بإصدار كلمة من آر جي آيإلى ناقل معلومات الإخراج شيفيخ.

عند التسجيل، بالإضافة إلى تنفيذ الجزء العام أعلاه من دورة الوصول، يتم استلام الكلمة التي يتم كتابتها من ناقل معلومات الإدخال شيفه V آر جي آي.يتكون التسجيل نفسه من عمليتين: مسح الخلية (إعادة الضبط إلى 0) والتسجيل نفسه. لهذا بافيقوم أولاً بتحديد ومسح الخلية المحددة بواسطة العنوان الموجود RgA.تتم عملية المسح عن طريق إشارات قراءة الكلمة في الخلية، ولكن هذا يمنع مضخمات المعنى ومنها حافلة V آر جي آيلم يتم تلقي أي معلومات. ثم إلى المختار بافيتم كتابة الخلية كلمة من آر جي آي.

وحدة التحكم BUPيولد التسلسلات اللازمة لإشارات التحكم التي تبدأ تشغيل عقد الذاكرة الفردية. تظهر دوائر نقل إشارة التحكم بخطوط رفيعة في الشكل. 4.2.

الذاكرة الترابطية.في هذا النوع من الذاكرة، يتم البحث عن المعلومات الضرورية ليس عن طريق العنوان، ولكن عن طريق محتواه (حسب الخصائص الترابطية). في هذه الحالة، يتم البحث عن طريق خاصية ترابطية (أو بشكل تسلسلي عن طريق وحدات بت فردية من هذه الخاصية) بالتوازي مع الوقت لجميع خلايا مصفوفة التخزين. في كثير من الحالات، يمكن للبحث الترابطي تبسيط وتسريع معالجة البيانات بشكل كبير. يتم تحقيق ذلك بسبب حقيقة أنه في ذاكرة هذا النوع، يتم دمج عملية قراءة المعلومات مع تنفيذ عدد من العمليات المنطقية.

يظهر الشكل النموذجي للذاكرة الترابطية. 4.3. تحتوي مجموعة التخزين على ن(ص + 1) - الخلايا البتية. للإشارة إلى إشغال الخلية، يتم استخدام رقم الخدمة n (0 - الخلية خالية، 1 - تتم كتابة كلمة في الخلية).

بواسطة حافلة معلومات الإدخال شيفهإلى سجل السمات الترابطية RgAPيذهب إلى أرقام 0 و 1 ع-الاستعلام النقابي قليلا، وفي سجل القناع آر جي إم - رمز قناع البحث، مع الرقم n آر جي إمتم ضبطه على 0. يتم إجراء البحث النقابي فقط لمجموعة من البتات آر جي إيه بي،والتي "تتوافق مع 1 في آر جي إم(أجزاء غير مقنعة RgAP).بالنسبة للكلمات التي تتطابق فيها الأرقام الموجودة في الأرقام مع الأرقام غير المقنعة آر جي إيه بي،الدائرة التوافقية كانساسيضبط 1 على البتات المقابلة لسجل المطابقة RgSVو0 في باقي الأرقام وبالتالي فإن القيمة j-roرتبة في RgSVيتم تحديده من خلال التعبير

RgSV(ي) =

أين RgAP[أنا]، آر جي إم[أنا] و ZM - قيم الرقم i على التوالي آرجاب، آر جي إموالخلية J ZM.

مخطط الجمع لتوليد نتيجة الاستئناف النقابي خ.سأشكال من كلمة تشكلت في رجسف,الإشارات  0،  1،  2، المقابلة لحالات غياب الكلمات في زم،استيفاء المعيار النقابي، وجود كلمة واحدة أو أكثر من هذه الكلمة. لهذا خ.سينفذ الوظائف المنطقية التالية:

 0 =

 1 = РгСв

 2 =  0  1

توليد المحتوى RgSVوالإشارات  0،  1،  2 حسب المحتوى آرجاب، آر جي إمو ZMتسمى عملية مراقبة الارتباط. تعتبر هذه العملية جزءا لا يتجزأ من عمليات القراءة والكتابة، على الرغم من أن لها معنى خاصا بها.

عند القراءة، يتم التحقق من الارتباط أولاً وفقًا للميزة الترابطية الموجودة في RgAP.ثم عند 0 = 1 يتم إلغاء القراءة لعدم توفر المعلومات المطلوبة، عندما تتم قراءتها  1 = 1 آر جي آيتم العثور على كلمة تحتوي على  2 = 1 بوصة آر جي آيتتم قراءة الكلمة من الخلية التي تحتوي على أقل رقم بين الخلايا المميزة بـ 1 بوصة RgSv.من آر جي آييتم إعطاء كلمة القراءة على شيفيخ.

أرز. 4.3. هيكل الذاكرة الترابطية

عند التسجيل، يتم العثور على خلية حرة لأول مرة. للقيام بذلك، يتم تنفيذ عملية التحقق من الارتباط عندما برغاب= 111. ..10 و آر جي إم== 00... 01. في هذه الحالة، يتم وضع علامة على الخلايا الحرة بـ 1 بوصة RgSv.يتم تحديد الخلية الحرة ذات الرقم الأقل للتسجيل. ويسجل الكلمة الواردة من شيفه V آر جي آي.

أرز. 4.4. كومة الذاكرة

باستخدام عملية التحكم في الارتباط، يمكنك التحديد حسب المحتوى دون قراءة الكلمات من الذاكرة رجسف,كم عدد الكلمات الموجودة في الذاكرة التي تلبي معيارًا ترابطيًا، على سبيل المثال، تنفيذ استعلامات مثل عدد الطلاب في المجموعة الحاصلين على درجة ممتازة في تخصص معين. عند استخدام الدوائر التوافقية المناسبة، يمكن إجراء عمليات منطقية معقدة جدًا في الذاكرة الترابطية، مثل البحث عن رقم أكبر (أصغر)، والبحث عن الكلمات الموجودة ضمن حدود معينة، والبحث عن الحد الأقصى (الحد الأدنى) للرقم، وما إلى ذلك.

لاحظ أن الذاكرة الترابطية تتطلب عناصر تخزين يمكن قراءتها دون إتلاف المعلومات المسجلة فيها. هذا يرجع إلى حقيقة أنه عندما البحث النقابيتتم القراءة في جميع أنحاء ZM لجميع البتات غير المقنعة ولا يوجد مكان لتخزين المعلومات التي تم تدميرها مؤقتًا عن طريق القراءة.

ذاكرة المكدس,تمامًا مثل النقابي، فهو بلا عنوان. في كومة الذاكرة(الشكل 4.4) تشكل الخلايا مصفوفة أحادية البعد ترتبط فيها الخلايا المجاورة ببعضها البعض عن طريق دارات بتات إرسال الكلمات. تتم كتابة كلمة جديدة في الخلية العلوية (الخلية 0)، بينما يتم نقل جميع الكلمات المكتوبة مسبقًا (بما في ذلك الكلمة التي كانت في الخلية 0) إلى الخلايا المجاورة ذات الأرقام الأكبر بمقدار 1. القراءة ممكنة فقط من خلية الذاكرة العلوية (الصفر)، وإذا تمت القراءة مع الحذف، يتم نقل جميع الكلمات الأخرى الموجودة في الذاكرة لأعلى إلى الخلايا المجاورة ذات الأرقام الأعلى. في هذه الذاكرة، ترتيب قراءة الكلمات يتبع القاعدة: آخر من يصل - خدم أولا.يوفر عدد من الأجهزة من هذا النوع أيضًا إمكانية قراءة الكلمة ببساطة من الخلية الصفرية (دون حذفها ونقل الكلمة في الذاكرة). في بعض الأحيان يتم توفير ذاكرة المكدس مع عداد المكدس شست،إظهار عدد الكلمات المخزنة في الذاكرة. إشارة شست = 0 يتوافق مع فارغة، كومة، شست = ن - 1 - كومة كاملة.

غالبًا ما يتم تنظيم ذاكرة المكدس باستخدام ذاكرة العنوان. يتم استخدام ذاكرة المكدس على نطاق واسع عند معالجة بنيات البيانات المتداخلة.

تصف الفقرات التالية من الفصل أنواعًا مختلفة من أجهزة التخزين القابلة للعنونة. يتم استخدام الذاكرة الترابطية في معدات التوزيع الديناميكي لـ OP، وكذلك لبناء ذاكرة التخزين المؤقت.

يتطلب العثور على رقم الإطار المطابق للصفحة المطلوبة في جدول صفحات متعدد المستويات عدة عمليات وصول إلى الذاكرة الرئيسية، لذلك يستغرق الأمر الكثير من الوقت. وفي بعض الحالات، يكون هذا التأخير غير مقبول. تم حل مشكلة تسريع البحث على مستوى بنية الكمبيوتر.

نظرًا للخاصية المحلية، تصل معظم البرامج إلى عدد صغير من الصفحات خلال فترة زمنية، لذلك يتم استخدام جزء صغير فقط من جدول الصفحات بشكل فعال.

الحل الطبيعي لمشكلة التسريع هو تجهيز الكمبيوتر بجهاز لتعيين الصفحات الافتراضية إلى الصفحات الفعلية دون الوصول إلى جدول الصفحات، أي أن يكون لديك ذاكرة تخزين مؤقت صغيرة وسريعة تخزن الجزء الموجود في جدول الصفحات. اللازمة في الوقت الراهن. يُطلق على هذا الجهاز اسم الذاكرة الترابطية، ويُسمى أحيانًا أيضًا المخزن المؤقت للترجمة (TLB).

يحتوي إدخال جدول واحد في الذاكرة الترابطية (إدخال واحد) على معلومات حول صفحة افتراضية واحدة: سماتها والإطار الذي توجد فيه. تتوافق هذه الحقول تمامًا مع الحقول الموجودة في جدول الصفحات.

نظرًا لأن الذاكرة الترابطية تحتوي فقط على بعض إدخالات جدول الصفحات، فيجب أن يتضمن كل إدخال TLB حقل رقم الصفحة الظاهري. تسمى الذاكرة الترابطية لأنها تقارن في نفس الوقت عدد الصفحة الافتراضية المعروضة مع الحقل المقابل في جميع صفوف هذا الجدول الصغير. لهذا السبب هذا النوعالذاكرة مكلفة للغاية. يحتوي السطر الذي يتطابق حقل الصفحة الافتراضية الخاص به مع القيمة المطلوبة على رقم إطار الصفحة. العدد النموذجي لإدخالات TLB هو من 8 إلى 4096. يجب أن تأخذ زيادة عدد إدخالات الذاكرة الترابطية في الاعتبار عوامل مثل حجم ذاكرة التخزين المؤقت للذاكرة الرئيسية وعدد مرات الوصول إلى الذاكرة لكل تعليمات.

دعونا نفكر في عمل مدير الذاكرة في ظل وجود الذاكرة الترابطية.

أولاً، يتم العثور على معلومات حول تعيين صفحة افتراضية إلى صفحة فعلية في الذاكرة الترابطية. إذا تم العثور على الإدخال المطلوب، فكل شيء على ما يرام، إلا في حالات انتهاك الامتيازات، عند رفض طلب الوصول إلى الذاكرة.

إذا لم يكن الإدخال المطلوب موجودًا في الذاكرة الترابطية، فسيتم إجراء التعيين من خلال جدول الصفحات. يتم استبدال أحد الإدخالات الموجودة في الذاكرة الترابطية بإدخال تم العثور عليه من جدول الصفحات. نواجه هنا مشكلة الاستبدال التقليدية لأي ذاكرة تخزين مؤقت (أي إدخال ذاكرة التخزين المؤقت الذي يجب تغييره). يجب أن ينظم تصميم الذاكرة الترابطية السجلات بطريقة يمكن من خلالها اتخاذ قرار بشأن أي من السجلات القديمة يجب حذفه عند إضافة سجلات جديدة.

عدد عمليات البحث الناجحة عن رقم الصفحة في الذاكرة الترابطية بالنسبة إلى العدد الإجماليتسمى عمليات البحث نسبة الإصابة (الصدفة) (النسبة ، النسبة). يُستخدم أحيانًا مصطلح "معدل دخول ذاكرة التخزين المؤقت". وبالتالي، فإن نسبة الإصابة هي جزء من الروابط التي يمكن إجراؤها باستخدام الذاكرة الترابطية. يؤدي الوصول إلى نفس الصفحات إلى زيادة نسبة الإصابة. كلما ارتفعت نسبة الدخول، انخفض متوسط ​​وقت الوصول إلى البيانات الموجودة في ذاكرة الوصول العشوائي.

لنفترض، على سبيل المثال، أن الأمر يستغرق 100 ns لتحديد العنوان في حالة فقدان ذاكرة التخزين المؤقت من خلال جدول الصفحات، و20 ns لتحديد العنوان في حالة حدوث ذاكرة تخزين مؤقت من خلال الذاكرة الترابطية. مع نسبة إصابة 90%، متوسط ​​الوقت لتحديد العنوان هو 0.9x20 + 0.1x100 = 28 ثانية.

يثبت الأداء المقبول تمامًا لأنظمة التشغيل الحديثة فعالية استخدام الذاكرة الترابطية. يرتبط الاحتمال الكبير للعثور على البيانات في الذاكرة الترابطية بوجود الخصائص الموضوعية للبيانات: المنطقة المكانية والزمانية.

من الضروري الانتباه إلى الحقيقة التالية. عند تبديل سياق العمليات، من الضروري التأكد من أن العملية الجديدة "لا ترى" المعلومات المتعلقة بالعملية السابقة في الذاكرة الترابطية، على سبيل المثال، لمسحها. وبالتالي، فإن استخدام الذاكرة الترابطية يزيد من وقت تبديل السياق.

يعد نظام تحويل العناوين ذو المستويين (الذاكرة الترابطية + جدول الصفحات) مثالًا صارخًا على التسلسل الهرمي للذاكرة استنادًا إلى استخدام مبدأ المحلية، كما تمت مناقشته في مقدمة المحاضرة السابقة.

ذاكرتنا ترابطية بطبيعتها. يتم التعبير عن ذلك في حقيقة أن ذاكرة واحدة يمكن أن تتذكر أخرى، أخرى - ثالثة، وما إلى ذلك، مما يجبر أو يسمح للأفكار بالانتقال من واحدة إلى أخرى على طول سلسلة من الارتباطات العقلية. الذاكرة الترابطية هي العلاقة بين ظروف الفرد وأفكاره. الارتباطات هي نوع من الخطافات غير المرئية التي تستخرج من أعماق التجارب والظروف والأفكار المتراكمة في الذاكرة لحظات الخبرة (ما حدث) وتربطها بما يجب تذكره.

النظرية الترابطية للذاكرة

هناك عدة مجالات في علم النفس تتعلق بالذاكرة. أهمها الترابطية والسلوكية والمعرفية والنشاط. ويتفقون جميعا على أن الذاكرة هي عملية تذكر وتخزين وإعادة إنتاج المعلومات ونسيانها، وأن الذاكرة هي الأساس في عملية تكوين الشخصية.

في الوقت نفسه، بناءً على مبادئها، تشرح كل نظرية من نظريات الذاكرة بطريقتها الخاصة جوهر وأنماط هذه العملية.

إحدى هذه النظريات هي النظرية الترابطية للذاكرة. إنها تأتي من فكرة أن الارتباط ليس أكثر من اتصال يحدث بين الظواهر العقلية. عند الحفظ، يتم إنشاء مثل هذه الروابط بين أجزاء من المادة المحفوظة أو المعاد إنتاجها. والحقيقة هي أنه في عملية التذكر، يبحث الشخص دائمًا عن بعض الروابط التي تم إنشاؤها بين المادة المتوفرة وتلك التي يجب إعادة إنتاجها.

تم تحديد بعض الأنماط التي يتم على أساسها تكوين الجمعيات:

- بالتواصل. يحدث ذلك إذا كانت الصورة المتصورة مرتبطة بأفكار سابقة من ذوي الخبرة أو مع تلك التي تم تجربتها وربطها بهذه الصورة في نفس الوقت، أي على أساس الارتباط بالمواد السابقة. على سبيل المثال، عندما نتذكر مدرستنا، فمن المرجح أن نتذكر مدرس صفنا أو صديق المدرسة والعواطف المرتبطة بهم، وتذكر زميل العمل، قد نتذكر أن السبت المقبل هو يوم سبت عمل، وعلينا أن نتذكر تعيين إنذار لصباح نهاية الأسبوع.

- بالتشابه. هل لاحظت، على سبيل المثال، أن بعض الأشخاص يشبهون شخصًا ما؟ ربما حدث لك، وأنت تنظر إلى شخص غريب، أن تجد فيه "نوعًا" معينًا أو تكتشف أن ملامحه (وجهه، سلوكه، وقفته، إلخ) ستتذكرها لأنه يبدو مثل...؟ على سبيل المثال، أخرق، أشعث، مع مشية متمايلة - مثل الدب؛ صغير، منزلي، خجول وعزل المظهر - مثل العصفور؛ مشرق، مهم، مع أكتاف مستقيمة وحركات بطيئة ومهمة - مثل الطاووس.

- على النقيض من ذلك. من السهل جدًا بالنسبة لنا أن نربط بين "أبيض - أسود" و"خير - شر" و"سمين - نحيف". يتم إنتاجها أيضًا بواسطة ذاكرتنا الترابطية واستخدامها لتعزيز الصورة. في هذه الحالة، تستخرج الصور المدركة الأفكار المتعارضة من الوعي. لذلك، عندما تواجه جارة غاضبة، تتذكر مدى الهدوء الذي تبدو عليه أختها.

عيب النظرية الترابطية للذاكرة هو أنها لا تفسر ذلك خاصية مهمةباعتبارها انتقائية للذاكرة (بعد كل شيء، لا يتم تذكر المواد الترابطية جيدًا دائمًا). بالإضافة إلى ذلك، فإنه لا يأخذ في الاعتبار أن عمليات الذاكرة تعتمد على تنظيم المادة المحفوظة.

يعد تطوير الذاكرة الترابطية، وكذلك التفكير الترابطي، أمرًا مهمًا للغاية: فالارتباطات تساعدنا على التذكر والتذكر وتوليد الأفكار. تتيح لنا الذاكرة الترابطية تذكر الكلمات والنصوص المعقدة التي لا ترتبط ببعضها البعض، وبفضلها يمكننا استرجاعها بسهولة أكبر من الذاكرة المعلومات الضروريةوكلما كانت شبكة الاتصالات الترابطية أكثر اتساعًا، كان تذكرها أفضل وكان من الأسهل تذكرها عند الضرورة. تعتمد أحكامنا حول قضية معينة، ووجهات نظرنا، وأذواقنا، وأنظمة القيم على الذاكرة الترابطية. ويرتبط بها أيضًا تفكيرنا وتصورنا للعالم وصنع القرار.

يتم تدريب الذاكرة الترابطية من خلال ربط المعلومات المعروفة والمكتسبة بالفعل بمواد جديدة. لتطوير الذاكرة الترابطية، يمكنك استخدام التمرين التالي، على سبيل المثال:

1. قم بإعداد ورقتين من الورق وقلم. على ورقة واحدة، اكتب كل شيء في عمود عمودي. الأعداد الطبيعيةمن 1 إلى 100.

2. اختر أيًا من 10 إلى 15 منها التي لديك ارتباطات قوية بها، واكتبها بترتيب عشوائي في الورقة 2. على سبيل المثال، 8 هو رجل ثلج، 17 هو رقم الحافلة الصغيرة المفضلة لديك، 18 هو سن الرشد في البلد الذي تعيش فيه (إذا كان الأمر كذلك)، وما إلى ذلك. بعد الانتهاء من عملك، انتظر 5-7 دقائق، خذ قطعة واحدة من الورق بها أرقام واكتب جميع الأحداث التي تتذكرها مقابل الرقم المقابل.

3. في المرة القادمة، افعل الشيء نفسه مع الأرقام الأخرى التي لم تستخدم من قبل. لا تجبر الأمور، لا تضغط على نفسك كثيرًا في البداية، حاول أن تختار بأكبر قدر ممكن من النجاح جمعية ستأخذ مكانها بشكل موثوق في القائمة.

4. عند اكتمال قائمة الأرقام بأكملها، اختبر نفسك من خلال الإشارة إلى جميع الارتباطات المرتبطة بالأرقام من 1 إلى 100.

بالإضافة إلى تدريب ذاكرتك، قمت بإنشاء ارتباطات إضافية ستساعدك على تذكر الرموز وأرقام الهواتف وما إلى ذلك إذا لزم الأمر. فقط حاول استخدام ارتباطاتك الشخصية دون الخوف من الرسم على الصور. على سبيل المثال، يمكن تذكر 40 من خلال تخيل 4 كمربع، "تلفزيون"، و0 كدائرة منقوشة فيه، "كعكة". والنتيجة هي ارتباط مضحك بـ "كعكة على شاشة التلفزيون". ابتكر جمعياتك الخاصة المناسبة لك.

في حديثه عن تطور الذاكرة، تجدر الإشارة إلى أنها مرتبطة ارتباطا وثيقا بالانتباه، لأنه دون التركيز على الموضوع، لن ننقله حتى إلى الذاكرة قصيرة المدى. أحسنتتفترض الذاكرة نشاطًا عاليًا للخلايا العصبية، والعمل المنسق للوظائف المعرفية (المعرفية) للدماغ. يمكنك قراءة المزيد عن تطور الذاكرة والانتباه.

الذاكرة والانتباه والإدراك والتفكير هي وظائف دماغية قابلة للتدريب والتطوير. بفضل التمارين المنتظمة، يمكنك تحسين قدراتك بشكل كبير، ومن الأفضل إعطاء الأفضلية للتمارين المعقدة المنتظمة مع زيادة الحمل تدريجيا. على سبيل المثال، لهذا الغرض، من الملائم استخدام الفصول الدراسية.

نتمنى لك النجاح في تطوير الذات!

الصورة: لوريلفيل - مركز كامب آند ريتريت