- Locality
مقدمه مفهومی
محلی بودن (locality) در معماری کامپیوتر به این مفهوم اشاره دارد که دسترسی های آینده به داده ها را می توان بر اساس الگوهای دسترسی گذشته پیش بینی کرد. این اصل پایه ای برای طراحی سلسله مراتب حافظه و بهینه سازی سیستم های کامپیوتری است. محلی بودن به دو نوع اصلی تقسیم می شود: محلی بودن مکانی (دسترسی به داده های نزدیک به هم) و محلی بودن زمانی (دسترسی مکرر به همان داده ها).
انواع محلی بودن
1) محلی بودن مکانی: تمایل به دسترسی به داده های ذخیره شده در آدرس های حافظه مجاور
2) محلی بودن زمانی: تمایل به دسترسی مکرر به همان داده ها در یک دوره زمانی کوتاه
3) محلی بودن ترتیبی: دسترسی به داده ها به ترتیب آدرس حافظه
4) محلی بودن شاخه ای: الگوهای دسترسی در ساختارهای کنترل برنامه
کاربردها در معماری کامپیوتر
1) طراحی سلسله مراتب حافظه (کش، حافظه اصلی، دیسک)
2) پیش برد (prefetching) داده ها
3) مدیریت صفحات حافظه مجازی
4) بهینه سازی الگوریتم ها
5) طراحی سیستم های توزیع شده
مزایای استفاده از اصل محلی بودن
1) بهبود کارایی سیستم
2) کاهش تأخیر دسترسی به داده ها
3) کاهش مصرف پهنای باند
4) افزایش بهره وری از منابع
5) کاهش مصرف انرژی
چالش ها و محدودیت ها
1) پیش بینی الگوهای دسترسی پیچیده
2) مدیریت حافظه برای برنامه های با محلی بودن ضعیف
3) توازن بین سربار و سود پیش برد داده ها
4) تطبیق با معماری های مختلف
روندهای آینده
1) الگوریتم های هوشمند پیش بینی محلی بودن
2) معماری های جدید حافظه
3) تطبیق پویای سلسله مراتب حافظه
4) کاربردهای جدید در محاسبات ابری و لبه ای
محلی بودن (locality) در معماری کامپیوتر به این مفهوم اشاره دارد که دسترسی های آینده به داده ها را می توان بر اساس الگوهای دسترسی گذشته پیش بینی کرد. این اصل پایه ای برای طراحی سلسله مراتب حافظه و بهینه سازی سیستم های کامپیوتری است. محلی بودن به دو نوع اصلی تقسیم می شود: محلی بودن مکانی (دسترسی به داده های نزدیک به هم) و محلی بودن زمانی (دسترسی مکرر به همان داده ها).
انواع محلی بودن
1) محلی بودن مکانی: تمایل به دسترسی به داده های ذخیره شده در آدرس های حافظه مجاور
2) محلی بودن زمانی: تمایل به دسترسی مکرر به همان داده ها در یک دوره زمانی کوتاه
3) محلی بودن ترتیبی: دسترسی به داده ها به ترتیب آدرس حافظه
4) محلی بودن شاخه ای: الگوهای دسترسی در ساختارهای کنترل برنامه
کاربردها در معماری کامپیوتر
1) طراحی سلسله مراتب حافظه (کش، حافظه اصلی، دیسک)
2) پیش برد (prefetching) داده ها
3) مدیریت صفحات حافظه مجازی
4) بهینه سازی الگوریتم ها
5) طراحی سیستم های توزیع شده
مزایای استفاده از اصل محلی بودن
1) بهبود کارایی سیستم
2) کاهش تأخیر دسترسی به داده ها
3) کاهش مصرف پهنای باند
4) افزایش بهره وری از منابع
5) کاهش مصرف انرژی
چالش ها و محدودیت ها
1) پیش بینی الگوهای دسترسی پیچیده
2) مدیریت حافظه برای برنامه های با محلی بودن ضعیف
3) توازن بین سربار و سود پیش برد داده ها
4) تطبیق با معماری های مختلف
روندهای آینده
1) الگوریتم های هوشمند پیش بینی محلی بودن
2) معماری های جدید حافظه
3) تطبیق پویای سلسله مراتب حافظه
4) کاربردهای جدید در محاسبات ابری و لبه ای
