Kesh (esaplaw texnikası)

Esaplaw texnikasında kesh — bul maǵlıwmatlardı saqlaytuǵın hám keleshektegi sol maǵlıwmatlarǵa bolǵan sorawlardı tezirek orınlawǵa múmkinshilik beretuǵın apparatlıq támiynat yamasa programmalıq támiynat komponenti bolıp tabıladı; keshte saqlanǵan maǵlıwmatlar aldıńǵı esaplawlardıń nátiyjesi yamasa basqa jerde saqlanǵan maǵlıwmatlardıń kóshirmesi bolıwı múmkin. Keshten tabıw sorawı maǵlıwmatlar keshte tabılǵanda júz beredi, al kesh qáteligi maǵlıwmatlar tabılmaǵanda júz beredi. Kesh tabıwları keshten maǵlıwmatlardı oqıw arqalı orınlanadı, bul nátiyjeni qayta esaplawdan yamasa ásterek maǵlıwmat saqlawshıdan oqıwdan tezirek; sonlıqtan, keshten qansha kóp sorawlar orınlansa, sistema sonshelli tezirek isleydi.

Nátiyjeli bolıw ushın, keshler salıstırmalı túrde kishi bolıwı kerek. Soǵan qaramastan, keshler esaplaw texnikasınıń kóp tarawlarında nátiyjeli, sebebi ádettegi kompyuter qosımshaları maǵlıwmatlarǵa joqarı dárejeli jergilikli sіlteme menen kiredi. Bunday kiriw úlgileri waqıtsha lokallıqtı kórsetedi, onda jaqında soralǵan maǵlıwmatlar qayta soraladı, hám keńislik lokallıqtı kórsetedi, onda álleqashan soralǵan maǵlıwmatlarǵa jaqın saqlanǵan maǵlıwmatlar soraladı.

 Motivaciya 
Yad dizaynında sıyımlılıq penen tezlik arasında tábiyiy baylanıslılıq bar, sebebi úlken sıyımlılıq úlken ólshemdi ańlatadı hám sonlıqtan signallardıń júriwi ushın úlken fizikalıq aralıqlardı talap etedi, bul tarqalıw keshigiwlerine alıp keledi. Sonday-aq, SRAM sıyaqlı joqarı ónimli texnologiyalar menen DRAM, flesh yamasa qattı diskler sıyaqlı arzan, ańsat kóplep óndiriletuǵın tovarlar arasında da kelisim bar.

Kesh tárepinen támiyinlengen buferlew keshigiw hám/yamasa ótkiziw uqıplılıǵına (ótkiziw keńligine) payda keltiredi.

Úlkenirek resursqa kiriw ushın áhmiyetli keshigiw boladı – mısalı, zamanagóy 4 GGc processordıń DRAMǵa jetiwi ushın júzlegen saat ciklı ketiwi múmkin. Bul úlken bóleklerdi keshke oqıw arqalı jumsartıladı, keyingi oqıwlar jaqın orınlardan boladı hám keshten oqılıwı múmkin degen úmitte. Boljaw yamasa anıq aldın-ala júklew keleshektegi oqıwlar qayerden keletuǵının biliw hám sorawlardı aldın-ala jiberiw ushın qollanılıwı múmkin; eger optimallastırılǵan bolsa, keshigiw tolıǵı menen shetlep ótiledi.

Keshti qollanıw sonday-aq, birneshe mayda jetkeriwlerdi úlkenirek, nátiyjelirek sorawlarǵa birlestiriw arqalı tiykarǵı resurstan joqarıraq ótkiziw qabiletine imkaniyat beredi. DRAM sxemaları jaǵdayında, qosımsha ótkiziw qabiletine keńirek maǵlıwmat shinasın qollanıw arqalı erisiw múmkin.

 Operaciya 
Apparatlıq támiynat keshti qayta qollanılıwı itimal bolǵan maǵlıwmatlardı waqıtsha saqlaw ushın yad blogı retinde ámelge asıradı. Oraylıq processorlar (CPUs), qattı deneli diskler (SSDs) hám qattı diskler (HDDs) kóbinese apparatlıq támiynatqa tiykarlanǵan keshti óz ishine aladı, al veb-brauzerler hám veb-serverler ádette programmalıq támiynat keshlewine súyenedi.

Kesh jazbalar toplamınan ibarat. Hár bir jazbada oǵan baylanıslı maǵlıwmatlar bar, bul qanday da bir tiykarǵı saqlawdaǵı sol maǵlıwmatlardıń kóshirmesi bolıp tabıladı. Hár bir jazbada sonday-aq teg boladı, ol tiykarǵı saqlawshıdaǵı jazba kóshirmesi bolǵan maǵlıwmatlardıń identifikatorın kórsetedi.

Kesh klientine (Oraylıq processor, veb-brauzer, operaciyalıq sistema) tiykarǵı saqlawshıda (saqlaǵıshta) bar dep esaplanǵan maǵlıwmatlarǵa kiriw kerek bolǵanda, ol birinshi keshti tekseredi. Eger zárúr maǵlıwmatlarǵa sáykes keletuǵın tegi bar jazba tabılsa, onıń ornına sol jazbadaǵı maǵlıwmatlar qollanıladı. Bul jaǵday kesh soqqısı dep ataladı. Mısalı, veb-brauzer programması belgili bir URL adresindegi veb-bet mazmunınıń jergilikli kóshirmesi bar-joqlıǵın kóriw ushın disktegi jergilikli keshin tekseriwi múmkin. Bul mısalda URL teg bolıp esaplanadı, al veb-bettiń mazmunı – maǵlıwmatlar. Kesh soqqılarına alıp keletuǵın kiriwlerdiń procenti keshtiń tabıw dárejesi yamasa tabıw qatnası dep ataladı.

Alternativ jaǵday, yaǵnıy kesh tekserilgende hám zárúr tegi bar hesh qanday jazba tabılmaǵanda, keshti ótkizip alıw dep ataladı. Bul tiykarǵı saqlaǵıshtan maǵlıwmatlarǵa qımbatıraq kiriwdi talap etedi. Soralǵan maǵlıwmatlar alınǵannan keyin, ol ádette kelesi kiriw ushın tayar etilip, keshke kóshiriledi.

Keshti ótkizip alıw waqtında, jańadan alınǵan maǵlıwmatlarǵa orın bosatıw ushın ádette burınnan bar bolǵan basqa bir kesh jazbası óshiriledi. Almastırılatuǵın jazbanı tańlaw ushın qollanılatuǵın evristika almastırıw siyasatı dep ataladı. Belgili almastırıw siyasatı, eń sońǵı qollanılǵan (LRU), eń eski jazbanı, yaǵnıy basqa jazbalarǵa qaraǵanda eń az qollanılǵan jazbanı almastıradı. Quramalıraq keshlew algoritmleri sonday-aq jazbalardıń qollanılıw jıyiligin de esapqa aladı.

 Jazıw siyasatları 
nobaý|512x512 nükte|Jazıwdı bólistirmeytuǵın jazıp ótkiziw keshi 
nobaý|641x641 nükte|Jazıwdı bólistiretuǵın keyin jazıw keshi 
Keshke jazılǵanlar aqırında tiykarǵı saqlawshıǵa tarqatılıwı kerek. Bul waqttı jazıw siyasatı menen basqarıladı. Eki tiykarǵı jazıw siyasatı bar:

 Jazıp ótkiziw: Jazıwlar keshke de, tiykarǵı saqlawshıǵa da sinxronlı túrde orınlanadı.
 Keyin jazıw: Dáslep, jazıw tek keshte ámelge asırıladı. Tiykarǵı saqlaw ornına jazıw, ózgerilgen mazmun basqa kesh blogı menen almastırılǵanǵa shekem keyinge qaldırıladı.

Keyin jazıw keshin ámelge asırıw qıyınıraq, sebebi ol qaysı orınlardıń ústinen jazılǵanın baqlawı hám olardı keyinirek tiykarǵı saqlawshıǵa jazıw ushın «patas» dep belgilewi kerek. Bul orınlardaǵı maǵlıwmatlar tek olar keshten shıǵarılǵanda ǵana tiykarǵı saqlawshıǵa qayta jazıladı, bul process «jalqaw jazıw» dep ataladı. Usı sebepli, keyin jazıw keshinde oqıw qátesi tiykarǵı saqlawshıǵa eki ret yadqa kiriwdi talap etiwi múmkin: biri «patas» maǵlıwmatlardı keyin jazıw ushın, ekinshisi soralǵan maǵlıwmatlardı alıw ushın. Basqa siyasatlar da maǵlıwmatlardı keyin jazıwdı baslawı múmkin. Klient keshtegi maǵlıwmatlarǵa kóp ózgerisler kirgiziwi, sońınan keshke maǵlıwmatlardı keyin jazıw ushın anıq xabar beriwi múmkin.

Jazıw operaciyaları maǵlıwmatlardı qaytarmaydı. Demek, jazıw qátesi ushın qarar qabıl etiw kerek: maǵlıwmatlardı keshke júklew kerek pe, joq pa. Bul tómendegi jazıw qátesi siyasatları menen belgilenedi:

 Jazıwdı bólistiriw (sonday-aq jazıw waqtında alıw dep te ataladı): Jazıw qátesi bolǵan orındaǵı maǵlıwmatlar keshke júklenedi, sońınan jazıw soqqısı operaciyası orınlanadı. Bul usılda, jazıw qáteleri oqıw qátelerine uqsas boladı.
 Jazıwdı bólistirmew (sonday-aq write-no-allocate yamasa write around dep te ataladı): Jazıw qátesi bolǵan orındaǵı maǵlıwmatlar keshke júklenbeydi hám tikkeley tiykarǵı saqlawshıǵa jazıladı. Bul usılda, maǵlıwmatlar tek oqıw qátesi bolǵanda ǵana keshke júklenedi.

Eki jazıw siyasatı da jazıw qátesiniń hár qanday siyasatın qollanıwı múmkin bolsa da, olar ádette tómendegishe juplastırıladı:

 Keyin keshi ádette jazıwdı bólistiriwdi qollanadı, sebebi sol orınǵa keyingi jazıwlar yamasa oqıwlar maǵlıwmatlardıń keshte burınnan bar bolıwınan payda kóredi dep kútiledi.
 Tikkeley jazıw keshi jazıwdı bólistirmewdi qollanadı. Bul jerde keyingi jazıwlardıń artıqmashılıǵı joq, sebebi olar báribir tikkeley tiykarǵı saqlawshıǵa jazılıwı kerek.

Keshten basqa obektler tiykarǵı saqlawshıdaǵı maǵlıwmatlardı ózgertiwi múmkin, bul jaǵdayda keshtegi kóshirme gónergen yamasa jaramsız  bolıp qalıwı múmkin. Alternativ túrde, klient keshtegi maǵlıwmatlardı jańartqanda, sol maǵlıwmatlardıń basqa keshlerdegi kóshirmeleri jaramsız bolıp qaladı. Maǵlıwmatlardıń izbe-izligin saqlaytuǵın kesh menedjerleri arasındaǵı baylanıs protokolları kesh kogerentligi menen baylanıslı.

 Aldın-ala júklew 
Keshti oqıwda qáte bolǵanda, talap boyınsha betlerge bóliw siyasatı bar keshler tiykarǵı saqlawshıdan minimal muǵdardı oqıydı. Ádettegi talap boyınsha betlerge bóliw virtual yadınıń ámelge asırılıwı bir virtual yad betin (kóbinese 4 KB) diskten RAMdaǵı disk keshine oqıydı. Ádettegi Oraylıq processor (CPU) DRAMnan L2 keshine bir 128 baytlıq L2 kesh qatarın, al L2 keshinen L1 keshine bir 64 baytlıq L1 kesh qatarın oqıydı.

Aldın-ala júklewshi kiriw gezegi yamasa ulıwma kútiletuǵın betlerge bóliw siyasatı bar keshler jáne de dawam etedi — olar tek soralǵan maǵlıwmatlardı oqıp qoymay, keyingi bir yamasa eki maǵlıwmat bólegi jaqın arada kerek boladı dep boljaydı hám sol maǵlıwmatlardı aldın-ala keshke júkleydi. Kútiletuǵın betlerge bóliw, ásirese, tiykarǵı saqlawshınıń birinshi bólekti oqıw ushın uzaq keshigiwi hám disk saqlawshısı hám DRAM sıyaqlı keyingi birneshe bólekti izbe-iz oqıw ushın anaǵurlım qısqa waqıtı bolǵanda paydalı.

Birneshe operaciyalıq sistemalar pútin atqarılatuǵın fayldı bárqulla RAMǵa aldın-ala júkleytuǵın júklewshi menen jáne de dawam etedi. Birneshe keshler jáne de dawam etedi, olar tek pútin fayldı aldın-ala júklep qoymay, sonday-aq aldın-ala júklewshi menen baylanıslı bet keshi yamasa siltemeni aldın-ala júklew menen baylanıslı veb-kesh sıyaqlı jaqın arada soralıwı múmkin bolǵan basqa baylanıslı fayllardı da júkley baslaydı.

 Apparatlıq támiynat keshleriniń mısalları 

 Oraylıq processor (CPU) keshi 
Oraylıq processordıń ózinde yamasa oǵan jaqın jerde jaylasqan kishi yadlar ádewir úlken tiykarǵı yadqa qaraǵanda tezirek isley aladı. 1980-jıllardan beli kópshilik Oraylıq processorlar bir yamasa birneshe keshti, geyde kaskadlı dárejelerde qollanıp keldi; zamanagóy joqarı dárejeli ornatılǵan, stol hám server mikroprocessorlarında altı túrge shekem kesh bolıwı múmkin (dárejeler hám funkciyalar arasında) Mentions L4 cache. Combined with separate I-Cache and TLB, this brings the total 'number of caches (levels+functions) to 6.. Arnawlı funkciyası bar keshlerdiń ayırım mısalları: maǵlıwmatlar keshi (D-cache), instrukciyalar keshi (I-cache) hám yadtı basqarıw blogı (MMU) ushın translyaciyalıq associativlik bufer.

 Grafikalıq processor (GPU) keshi 
Aldınǵı grafikalıq processorlarda (GPU) kóbinese sheklengen, tek oqıwǵa arnalǵan tekstura keshleri bolǵan hám 2D silteme lokallıǵın jaqsılaw ushın aralastırıw qollanılǵan. Kesh qáteleri ónimdarlıqqa aytarlıqtay tásir etetuǵın edi, mısalı, eger mip-kartalaw (mipmapping) qollanılmasa. Keshlew kóbinese hár pikselge 4 bitten az bolǵan tekstura maǵlıwmatları ushın 32-bitlik (hám onnan da keńirek) jetkeriwlerden paydalanıw ushın áhmiyetli boldı.

GPUlardıń rawajlanıwı, grafikalıq processorlarda ulıwma maqsetli esaplawlardı (GPGPU) hám esaplaw yadroların qollap-quwatlawı menen, olar Oraylıq processor keshlerinde jiyi ushırasatuǵın funkcionallıqtı kórsetetuǵın, sheyderler ushın instrukciyalar keshlerin qosa alǵanda, oǵada úlkeyip baratuǵın hám ulıwma keshlerdi islep shıqtı. Bul keshler aǵımlar arasındaǵı sinxronlaw primitivlerin hám atomlıq operaciyalardı basqarıw, sonday-aq Oraylıq processor stilindegi yadtı basqarıw blogı (MMU) menen interfeys jumıs isley alatuǵın dárejege shekem ósti.

 Cifrlı signal processorları (DSP) 
Cifrlı signal processorları da jıllar dawamında usıǵan uqsas ulıwmalastı. Aldınǵı konstrukciyalarda tikkeley yadqa kiriw arqalı toltırılatuǵın bloknot yadı qollanılǵan, biraq Qualcomm Hexagon sıyaqlı zamanagóy DSPler kóbinshe Oraylıq processorǵa uqsas keshler toplamın óz ishine aladı (mısalı, ulıwma L2, bólingen L1 I-keshi hám D-keshi bar Ózgerilgen Garvard arxitekturası).

 Translyaciyalıq sırtqı bufer 
Yadtı basqarıw blogı (MMU) betler kestesiniń jazbaların tiykarǵı yadtan alatuǵın arnawlı keshke iye, ol virtual adreslerdi fizikalıq adreslerge awdarıw nátiyjelerin jazıp alıw ushın qollanıladı. Bul arnawlı kesh translyaciyalıq associativlik bufer (TLB) dep ataladı.

 Tarmaq ishindegi kesh 

 Informaciyaǵa baǵdarlanǵan tarmaq 
Informaciyaǵa baǵdarlanǵan tarmaq (ICN) - bul Internet infrastrukturasın xostqa baǵdarlanǵan, turaqlı baylanısqa hám túpkilikli principine tiykarlanǵan paradigmadan, tiykarǵı itibar identifikaciyalanǵan informaciyaǵa qaratılǵan tarmaq arxitekturasına deyin rawajlandırıwǵa qaratılǵan usıl. ICN daǵı túyinlerdiń ózine tán keshlew qábileti sebepli, onı keshlew siyasatları ushın unikal talapları bar, bir-birine erkin baylanısqan keshler tarmaǵı retinde kóriwge boladı. Degen menen, keń tarqalǵan kontentti keshlew ruqsatsız kiriwden kontentti qorǵaw qıyınshılıǵın payda etedi, bul qosımsha itibar hám sheshimlerdi talap etedi.

Proksi-serverlerden ayırmashılıǵı, ICN sistemasında kesh tarmaq dárejesindegi sheshim bolıp tabıladı. Sonlıqtan, ol tez ózgeriwshi kesh jaǵdaylarına hám joqarı soraw keliw stavkalarına iye; sonıń menen qatar, kishirek kesh ólshemleri kontentti shıǵarıp taslaw siyasatlarına basqasha talaplar qoyadı. Atap aytqanda, ICN ushın shıǵarıp taslaw siyasatları tez hám jeńil bolıwı kerek. Hár túrli ICN arxitekturaları hám qosımshaları ushın túrli kesh replikaciyası hám shıǵarıp taslaw sxemaları usınıs etilgen.

 Siyasatlar 

 Eń az paydalanılǵan waqıt 
Waqıttı esapqa alatuǵın eń sońǵı qollanılǵan (TLRU) - bul keshte saqlanǵan kontenttiń jaramlılıq múddeti bar jaǵdaylar ushın islep shıǵılǵan LRU variantı. Bul algoritm ICN, kontentti jetkerip beriw tarmaqları (CDN) hám ulıwma alǵanda, bólistirilgen tarmaqlar sıyaqlı tarmaqlıq kesh qosımshaları ushın qolaylı. TLRU jańa termindi kirgizedi: qollanıw waqtı (TTU). TTU - bul kontenttegi waqıt belgisi, ol kontenttiń lokallıǵına hám kontent járiyalawshısınan alınǵan informaciyaǵa tiykarlanıp, kontenttiń qollanıw múmkinshiligi waqıtın kórsetedi. Usı lokallıqqa tiykarlanǵan waqıt belgisi sebepli, TTU jergilikli administratorǵa tarmaq ishindegi saqlawshını retlew ushın kóbirek qadaǵalaw imkaniyatın beredi.

TLRU algoritminde, kontent kelip túskende, kesh túyini kontent járiyalawshısı tárepinen belgilengen TTU mánisine tiykarlanıp jergilikli TTU mánisin esaplaydı. Jergilikli TTU mánisi jergilikli túrde anıqlanǵan funkciya arqalı esaplanadı. Jergilikli TTU mánisi esaplanǵannan keyin, kontentti almastırıw kesh túyininde saqlanǵan ulıwma kontenttiń bir bóleginde orınlanadı. TLRU az belgili hám qısqa ómirli kontenttiń kirip kiyatırǵan kontent penen almastırılıwın támiyinleydi.

 Eń siyrek hám eń sońǵı qollanılǵan 
Eń siyrek hám eń sońǵı qollanılǵan (LFRU) kesh almastırıw sxeması LFU hám LRU sxemalarınıń artıqmashılıqların birlestiredi. LFRU ICN, CDN hám ulıwma alǵanda, bólistirilgen tarmaqlar sıyaqlı tarmaqlıq kesh qosımshaları ushın qolaylı. LFRU da kesh artıqmashılıqlı hám artıqmashılıqsız dep atalatuǵın eki bólimge bólinedi. Artıqmashılıqlı bólimdi qorǵalǵan bólim dep esaplawǵa boladı. Eger kontent júdá belgili bolsa, ol artıqmashılıqlı bólimge kirgiziledi. Artıqmashılıqlı bólimdi almastırıw dáslep kontentti artıqmashılıqsız bólimnen shıǵarıp taslaw, sońınan artıqmashılıqlı bólimdegi kontentti artıqmashılıqsız bólimge kirgiziw, hám aqırında jańa kontentti artıqmashılıqlı bólimge kirgiziw arqalı ámelge asırıladı. Joqarıdaǵı procedurada artıqmashılıqlı bólim ushın LRU, al artıqmashılıqsız bólim ushın jaqınlastırılǵan LFU (ALFU) sxeması qollanıladı. Tiykarǵı ideya - jergilikli belgili kontentti ALFU sxeması menen keshlew hám belgili kontentti artıqmashılıqlı bólimge kirgiziw.

 Hawa-rayı boljamı 
2011-jılı hawa-rayın boljaw opciyaları bar smartfonlardı qollanıw AccuWeather serverlerine artıqsha júk túsirdi; bir aymaqtan jiberilgen eki soraw óz aldına bólek sorawlardı payda etti. Shetki serverler tárepinen GPS koordinataların onlıq bólshekke shekem qısqartıw arqalı optimallastırıw jaqın jerdegi sorawdan alınǵan keshlengen nátiyjelerdiń qollanılatuǵının bildirdi. Serverge baǵıtlanǵan sorawlar sanı kún sayın eki esege azaydı.

 Programmalıq támiynat keshleri 

 Disk keshi 
Oraylıq processor keshleri ulıwma alǵanda tolıǵı menen apparatlıq támiynat tárepinen basqarılsa, basqa keshlerdi hár túrli programmalıq támiynat basqaradı. Tiykarǵı yadtaǵı bet keshi operaciyalıq sistema yadrosı tárepinen basqarıladı.

Qattı disk yamasa qattı deneli diskiń ajıralmas bólegi bolıp tabılatuǵın disk buferi geyde nadurıs túrde disk keshi dep atalsa da, onıń tiykarǵı funkciyaları jazıw izbe-izligin hám oqıwdı aldın-ala júklew bolıp tabıladı. Joqarı dárejeli disk kontrollerleriniń kóbinese qattı diskiń maǵlıwmatlar blokları ushın ózleriniń ornatılǵan keshleri boladı.

Sońında, tez isleytuǵın jergilikli qattı disk, aralıqtaǵı serverler (veb-kesh) yamasa jergilikli lentalı diskler yamasa optikalıq diskler sıyaqlı onnan da áste maǵlıwmat saqlaw qurılmalarındaǵı informaciyanı keshley aladı; bunday sxema ierarxiyalıq saqlawdı basqarıw sistemasınıń tiykarǵı koncepciyası bolıp tabıladı. Sonday-aq, tez flesh-texnologiyasına tiykarlanǵan qattı deneli diskler (SSD) áste aylanatuǵın qattı diskler ushın kesh retinde qollanılıp, gibrid diskler retinde birge isley aladı.

 Veb-kesh 
Veb-brauzerler hám veb-proksi serverler, jergilikli túrde yamasa Internet-provayder (ISP) dárejesinde, veb-serverlerden alınǵan aldınǵı juwaplardı, mısalı, veb-betler hám súwretlerdi saqlaw ushın veb-keshlerdi qollanadı. Veb-keshler tarmaq arqalı jiberiliwi kerek bolǵan informaciya muǵdarın azaytadı, sebebi keshte burın saqlanǵan informaciya kóp jaǵdayda qayta qollanılıwı múmkin. Bul veb-serverdiń ótkeriw qabiletin hám qayta islew talapların azaytadı hám veb-paydalanıwshılar ushın juwap beriw tezligin jaqsılawǵa járdem beredi.

Keshtiń jáne bir túri - bul P2P-keshlew bolıp, onda teń dárejeli qosımshalar tárepinen eń kóp izlenetuǵın fayllar P2P-jiberiwlerdi tezletiw ushın ISP keshinde saqlanadı. Usıǵan usas, oraylastırılmaǵan ekvivalentler de bar, olar birlespelerge P2P-trafigi ushın birdey wazıypanı orınlawǵa imkaniyat beredi, mısalı, Corelli.

 Memoizaciya (este saqlaw) 
Kesh rezervlik saqlawshıdan alınǵan maǵlıwmat ornına, talap boyınsha esaplanǵan maǵlıwmattı saqlay aladı. Memoizaciya - bul resurstı kóp talap etetuǵın funkciya shaqırıwlarınıń nátiyjelerin izlew kestesinde saqlaytuǵın optimallastırıw usılı bolıp, keyingi shaqırıwlarǵa saqlanǵan nátiyjelerdi qayta qollanıwǵa hám qaytalanatuǵın esaplawlardı boldırmawǵa imkaniyat beredi. Ol dinamikalıq programmalastırıw algoritmin joybarlaw metodologiyası menen baylanıslı, onı da keshlewdiń bir usılı dep esaplawǵa boladı.

 Kontentti jetkerip beriw tarmaǵı 
Kontentti jetkerip beriw tarmaǵı (CDN) - bul paydalanıwshınıń geografiyalıq jaylasıwına, veb-bettiń deregine hám kontentti jetkerip beriw serverine tiykarlanıp, paydalanıwshıǵa betlerdi hám basqa veb-kontentti jetkerip beretuǵın bólistirilgen serverler tarmaǵı.

CDNler 1990-jıllardıń aqırında HTML betleri, súwretler hám videolar sıyaqlı statikalıq kontentti jetkerip beriwdi tezletiw usılı retinde engizilgen. Dúnya júzindegi bir neshe serverlerde kontenttiń kóshirmesin jasaw hám onı paydalanıwshılarǵa olardıń jaylasqan jerine qaray jetkerip beriw arqalı, CDNler veb-sayt yamasa qosımshanıń tezligin hám qoljetimliligin aytarlıqtay jaqsılay aladı. Paydalanıwshı kontenttiń bir bólegin soraǵanda, CDN óz keshinde sol kontenttiń kóshirmesi bar-joqlıǵın tekseredi. Eger bar bolsa, CDN kontentti paydalanıwshıǵa keshten jetkerip beredi.

 Bultlı saqlaw shlyuzi 
Bultlı saqlaw shlyuzi - bul jergilikli tarmaqtı bir yamasa bir neshe bultlı saqlaw xızmetlerine, ádette Amazon S3 sıyaqlı obekt saqlaw xızmetlerine jalǵaytuǵın gibrid bultlı saqlaw qurılması. Ol jiyi paydalanılatuǵın maǵlıwmatlar ushın kesh usınıp, bultlı saqlaw xızmetindegi jiyi paydalanılatuǵın maǵlıwmatlarǵa joqarı tezlikte jergilikli kiriwdi támiyinleydi. Bultlı saqlaw shlyuzleri sonday-aq bultlı obekt saqlawına dástúrli fayl xızmet kórsetiw protokolları arqalı kiriwdi hám baylanıs úzilisleri waqtında keshlengen maǵlıwmatlarǵa kiriwdi dawam ettiriw sıyaqlı qosımsha artıqmashlıqlardı da usınadı.

 Basqa keshler 
BIND DNS demonı domen atların IP adreslerine sáykeslestiriwdi keshleydi, DNS sheshiwshi kitapxanası da usılay isleydi.

Isenimsiz tarmaqlar ústinde jumıs islegende, tikkeley jazıw operaciyası keń tarqalǵan, sebebi baylanıs isenimsiz bolǵanda bir neshe keri jazıw keshleri arasında talap etiletuǵın kelisim protokolı júdá quramalı boladı. Mısalı, veb-bet keshleri hám tarqatılǵan fayl sistemaları ushın klient tárepindegi keshler (NFS yamasa SMB-degi sıyaqlı) ádette tek oqıw ushın yamasa tikkeley jazıw ushın arnalǵan, bul tarmaq protokolın ápiwayı hám isenimli saqlaw ushın islenedi.

Veb-izlew sistemaları da kóbinese ózleri indekslegen veb-betlerdi óz keshlerinen jetkerip beredi. Bul veb-serverden veb-betlerge waqıtsha yamasa turaqlı túrde kiriw múmkin bolmay qalǵan jaǵdaylarda paydalı bolıwı múmkin.

Maǵlıwmatlar bazasın keshlew maǵlıwmatlar bazası qollanbalarınıń ónimdarlıǵın ádewir jaqsılay aladı, mısalı, indekslerdi, maǵlıwmatlar sózliklerin hám jiyi qollanılatuǵın maǵlıwmatlar toplamların qayta islewde.

Tarqatılǵan kesh tarmaqlanǵan xostlardı paydalanıp, qollanbaǵa masshtablanıwshılıq, isenimlilik hám ónimdarlıq beredi. Xostlar bir jerde jaylasqan bolıwı yamasa hár qıylı geografiyalıq aymaqlarǵa jayılǵan bolıwı múmkin.

 Bufer hám kesh arasındaǵı ayırmashılıq 
«Bufer» hám «kesh» túsinikleriniń mánisi tolıq ayırmashılıqlı emes; soǵan qaramastan, keshlew processi menen buferlew processi arasında tiykarǵı ayırmashılıqlar bar.

Tiykarınan, keshlew qayta jiberiletuǵın maǵlıwmatlardı jiberiw ushın ónimdarlıqtı arttıradı. Keshlew sisteması maǵlıwmat birligin dáslepki (ádette jazıw) jiberiwde ónimdarlıqtı arttırıwı múmkin bolsa da, bul ónimdarlıq artıwı keshlew sistemasında júz beretuǵın buferlew sebepli boladı.

Oqıw keshleri menen, maǵlıwmat birligin keyingi oqıwlar keshtiń (tezirek) aralıq saqlawınan alınıwı arqalı ónimdarlıqtı arttırıw ushın, maǵlıwmat birligi óz turǵan jerinen kem degende bir ret alınǵan bolıwı kerek. Jazıw keshleri menen, maǵlıwmat birligin jazıwdıń ónimdarlıǵı, maǵlıwmat birligi dárhal keshtiń aralıq saqlawına jazılıwı arqalı birinshi jazıwda-aq artıwı múmkin, maǵlıwmat birligin onıń turǵan jerine jiberiwdi keyingi basqıshqa qaldırıp yamasa fonlıq process retinde orınlap. Qatań buferlewge qarama-qarsı, keshlew processi keshtiń aralıq saqlawı menen maǵlıwmatlar turǵan jer arasındaǵı úylesimlilikti saqlaw ushın (potencial jaqtan tarqatılǵan) kesh kelisim protokolına ámel etiwi kerek. Ekinshi tárepten, buferlew,

 baylanısıwshı processler arasında basqa jaǵdayda jańa bolǵan maǵlıwmatlar ushın jiberiwler sanın azaytadı, bul bir neshe kishi jiberiwler ushın qatnasqan qosımsha shıǵınlardı azıraq, úlkenirek jiberiwler arqalı óteydi,
 bir-biri menen tikkeley jiberiw múmkinshiligi bolmaǵan baylanısıwshı processler ushın aralıq zveno bolıp xızmet etedi, yamasa
 jiberiwge qatnasqan baylanısıwshı processlerdiń kem degende birewi talap etetuǵın minimal maǵlıwmat kólemin yamasa kórsetiliwin támiyinleydi.

Ádettegi keshlew implementaciyalarında, birinshi ret oqılǵan yamasa jazılǵan maǵlıwmat elementi ámelde buferlenedi; al jazıw jaǵdayında, kóbinese jazıw deregi bolǵan qollanba ushın ónimdarlıqtı arttıradı. Bunnan tısqarı, keshlew protokolınıń ayırım jazıwlardı jazıwlar toplamına keyinge qaldıratuǵın bólegi buferlewdiń bir túri bolıp tabıladı. Keshlew protokolınıń ayırım oqıwlardı oqıwlar toplamına keyinge qaldıratuǵın bólegi de buferlewdiń bir túri, biraq bul túr kem degende dáslepki oqıwlardıń ónimdarlıǵına teris tásir etiwi múmkin (hátte ayırım oqıwlardıń jıyındısınıń ónimdarlıǵına unamlı tásir etiwi múmkin bolsa da). Ámelde, keshlew derlik bárqulla buferlewdiń qanday da bir túrin óz ishine aladı, al qatań buferlew keshlewdi óz ishine almaydı.

Bufer - bul waqıtsha yad ornı bolıp, ádette CPU buyrıqları sırtqı qurılmalarda saqlanǵan maǵlıwmatlarǵa tikkeley baylanısa almaytuǵını sebepli qollanıladı. Sonlıqtan, baylanısıwǵa bolatuǵın yad aralıq basqısh retinde paydalanıladı. Sonıń menen bir qatarda, bunday bufer úlken maǵlıwmat blogı jıynalǵanda yamasa bóleklengende (saqlaw qurılması talap etkenindey), yamasa maǵlıwmat óndirilgen tártipten basqa tártipte jetkeriliwi múmkin bolǵanda qolaylı bolıwı múmkin. Sonday-aq, tolıq buferdegi maǵlıwmat ádette izbe-iz túrde jiberiletuǵın bolǵanlıqtan (mısalı, qattı diskke), buferlewdiń ózi kóbinese jiberiw ónimdarlıǵın arttıradı yamasa jiberiwdiń keshigiwindegi ózgeriwshilikti yamasa terbelisti azaytadı. Bul keshigiwdi azaytıwǵa baǵdarlanǵan keshlewge qarama-qarsı. Bul artıqmashlıqlar hátte buferlengen maǵlıwmatlar buferge bir ret jazılıp, buferden bir ret oqılǵan jaǵdayda da orın aladı.

Kesh te jiberiw ónimdarlıǵın arttıradı. Bul artıwdıń bir bólegi, buferge uqsas, birneshe kishi jiberiwlerdiń bir úlken blokqa birlesiw múmkinshiliginen kelip shıǵadı. Biraq tiykarǵı ónimdarlıq artıwı sol maǵlıwmatlardıń keshten bir neshe márte oqılıw itimalı joqarı bolǵanlıǵınan, yamasa jazılǵan maǵlıwmatlardıń tez arada oqılıw múmkinshiliginen payda boladı. Keshtiń tiykarǵı maqseti - astındaǵı ásterek saqlaw ornına baylanıslardı azaytıw. Kesh, ádette, qońsılas qatlamlar kóz-qarasınan kórinbeytuǵın etip jobalanǵan abstrakciya qatlamı bolıp ta esaplanadı. 

 Derekler 

Kategoriya:Kompyuter arxitekturası
__BÖLİDİMÖNDEMEW__