ما هي ذاكرة التخزين المؤقت أو الكاش Cache جريدة الصباح الاخبارية

ما هي ذاكرة التخزين المؤقت أو الكاش Cache جريدة الصباح الاخبارية

من المصطلحات المتعلقة بمكونات جهاز الحاسوب هي ذاكرة التخزين المؤقت أو ذاكرة الكاش Cache Memory, فما هي ذاكرة الكاش؟ ما هي وظيفتها وأنواعها؟

المحتويات:

1. ما هي ذاكرة التخزين المؤقت (الكاش)؟

2. مستويات الذاكرة.

3. وظائف ذاكرة التخزين المؤقت.

4. كيف يمكن معرفة حجم ذاكرة الكاش؟

1. ما هي ذاكرة التخزين المؤقت (الكاش)؟

ذاكرة التخزين المؤقت (الكاش), هي عبارة عن ذاكرة مميزة عالية السرعة, ويتم استخدامها لتسريع ومزامنة وحدة المعالجة المركزية عالية السرعة.

تعتبر ذاكرة التخزين المؤقت أو الكاش أكثر كلفة من الذاكرة الرئيسية أو ذاكرة القرص الصلب, ولكنها تعتبر أيضاً أوفر من وحدة المعالجة المركزية.

وهي تحتفظ بالبيانات والتعليمات المطلوبة بشكل متكرر بحيث تكون متاحة على الفور لوحدة المعالجة المركزية عند الحاجة. تستخدم هذه الذاكرة لتقليل متوسط الوقت للوصول إلى البيانات من الذاكرة الرئيسية.

وهي أصغر وأسرع وتقوم بتخزين نسخ من البيانات من مواقع الذاكرة الرئيسية المستخدمة بشكل متكرر. يوجد هنالك العديد من ذاكرات التخزين المؤقت أو ذاكرات الكاش المستقلة المختلفة في وحدة المعالجة المركزية, والتي تقوم بتخزين التعليمات والبيانات.

2. مستويات الذاكرة.

يوجد هنالك أربعة مستويات من الذاكرة:

وهو نوع من الذاكرة يتم فيه تخزين البيانات وقبولها ويتم تخزينها على الفور في وحدة المعالجة المركزية. السجلات الأكثر استخداماً هو المجمّع وعداد البرامج وسجل العنوان.

وهي أسرع ذاكرة, ولها وقت وصول أسرع حيث يتم تخزين البيانات مؤقتاً للوصول بشكل أسرع.

وهي الذاكرة التي يعمل عليها جهاز الحاسوب حالياً, وهي ذاكرة صغيرة الحجم. بمجرد انقطاع التيار الكهربائي, لن تبقى البيانات في هذه الذاكرة.

وهي عبارة عن ذاكرة خارجية, وهي ليست بنفس سرعة الذاكرة الرئيسية, لكن تبقى البيانات بشكل دائم فيها.

إقرأ أيضاً… ما هو الفرق بين القرص الصلب HDD و SSD ؟ أيهما أفضل وأسرع ؟

3. وظائف ذاكرة التخزين المؤقت.

عندما يحتاج المعالج إلى قراءة أو كتابة موقع في الذاكرة الرئيسية, فإنه يتحقق أولاً من وجود إدخال مطابق في ذاكرة التخزين المؤقت أو الكاش:

أنواع تعيين ذاكرة التخزين المؤقت Cache Mapping.

يوجد هنالك ثلاثة أنواع مختلفة من التعيين Mapping المستخدمة لغرض ذاكرة التخزين المؤقت, وهي:

تعتبر تقنية التعيين المباشر هي أبسط تقنية, حيث ترسم كل كتلة من الذاكرة الرئيسية في سطر تخزين مؤقت واحد ممكن. أو يتم تعيين كل كتلة ذاكرة في سطر معين في ذاكرة الكاش.

إذا تم استخدام سطر سابقاً بواسطة كتلة ذاكرة عند الحاجة إلى تحميل كتلة جديدة, سيتم التخلص من الكتلة القديمة. ويتم تقسيم مساحة العنوان إلى قسمين: حقل فهرس وحقل علامة. يتم استخدام ذاكرة التخزين المؤقت لتخزين حقل العلامة بينما يتم تخزين الباقي في الذاكرة الرئيسية.

لأغراض الوصول إلى ذاكرة الكاش, يمكن عرض كل عنوان ذاكرة رئيسي على أنه يتكون من ثلاثة حقول, تحدد وحدات البت الأقل أهمية كلمة أو بايتاً فريداً داخل كتلة من الذاكرة الرئيسية. في معظم الأجهزة الحديثة, يكون العنوان على مستوى البايت.

في هذا النوع, تستخدم الذاكرة الترابطية لتخزين المحتوى وعناوين الذاكرة. يمكن لأي كتلة الإنتقال إلى أي سطر من الذاكرة هذا يعني أنه يتم استخدام بتات معرف الكلمة لتحديد الكلمة المطلوبة في الكتلة, لكن العلامة تصبح جميع البتات المتبقية.

يتيح هذا الأمر وضع أي كلمة في أي مكان في ذاكرة الكاش, ويعتبر من أسرع أشكال التعيين Mapping وأكثرها مرونة.

هذا النوع هو نوع محسن من التعيين المباشر Direct Mapping, حيث تتم إزالة عيوب التعيين المباشر. حيث يتم تجميع بضعة أسطر معاً لإنشاء مجموعة.

بعد ذلك يمكن لكتلة في الذاكرة التعيين إلى أي سطر من سطور مجموعة معينة. يسمح هذا الأمر بأن تحتوي كل كلمة موجودة في ذاكرة الكاش على كلمتين أو أكثر في الذاكرة الرئيسية لنفس عنوان الفهرس.

يجمع هذا النوع بين أفضل تقنيات التعيين المباشر والذاكرة الترابطية.

إقرأ أيضاً… ما هو الأمن السيبراني (Cybersecurity)؟

4. كيف يمكن معرفة حجم ذاكرة الكاش؟

يوجد هنالك طريقتين لمعرفة حجم ذاكرة الكاش.

الطريقة الأولى: عبر موجه الأوامر Command Prompt.

لمعرفة حجم ذاكرة الكاش عبر موجه الأوامر Command Prompt (CMD), قم باتباع الخطوات التالية:

الطريقة الثانية: عبر مدير المهام Task Manager.

لمعرفة حجم ذاكرة الكاش عبر مدير المهام Task Manager, قم باتباع الخطوات التالية: