کش (Cache) در سیستمهای کامپیوتری به حافظهای سریع و موقتی اطلاق میشود که برای ذخیرهسازی دادهها و دستورالعملهایی که پردازنده بهطور مکرر از آنها استفاده میکند، طراحی شده است. هدف از استفاده از کش، افزایش سرعت دسترسی به دادهها و کاهش زمان تأخیر در پردازش اطلاعات است. کش بهطور معمول در نزدیکی پردازنده قرار دارد و بهطور مستقیم با آن ارتباط برقرار میکند تا دادههای موقت و پر استفاده را ذخیره کند. این امر باعث میشود که پردازنده برای دسترسی به دادههای مورد نیاز، نیازی به مراجعه به حافظههای اصلی مانند RAM نداشته باشد، که این کار سرعت پردازش را بهطور قابل توجهی افزایش میدهد.
کش معمولاً در چند سطح مختلف وجود دارد. این سطوح از کش L1 تا L3 (و حتی L4 در برخی سیستمها) متغیر هستند. کش L1 سریعترین و کوچکترین نوع کش است که مستقیماً در داخل پردازنده قرار دارد. کش L2 بزرگتر از کش L1 است و معمولاً بین پردازنده و حافظه اصلی قرار میگیرد. کش L3 حتی بزرگتر است و معمولاً مشترک بین هستههای مختلف پردازنده است. بهطور کلی، هر چه سطح کش بالاتر باشد، سرعت آن کمتر است و ظرفیت آن بیشتر میشود.
کشها از الگوریتمهای خاصی برای مدیریت دادهها استفاده میکنند. یکی از این الگوریتمها، الگوریتم "LRU" (Least Recently Used) است که به سیستم اجازه میدهد تا دادههایی که بهطور کمتری مورد استفاده قرار گرفتهاند را از کش حذف کرده و فضای بیشتری برای دادههای جدید فراهم کند. بهاینترتیب، کش تلاش میکند دادههایی را که بیشترین احتمال استفاده دوباره را دارند، در خود نگه دارد تا پردازنده بتواند بهطور سریعتری به آنها دسترسی پیدا کند.
کشها معمولاً برای دادههای موقتی و دستورالعملهای پردازشی ذخیرهسازی میشوند. بهعنوان مثال، هنگامی که پردازنده یک دستور را اجرا میکند، این دستور به کش ارسال میشود و در صورت لزوم، نتیجه آن به کش باز میگردد. اگر پردازنده نیاز به دادهای داشته باشد که قبلاً در کش ذخیره شده است، بهراحتی میتواند آن داده را از کش استخراج کند و نیازی به دسترسی به حافظه اصلی یا دیگر سطوح کش نیست.
یکی از مزایای اصلی کش این است که دسترسی به دادهها از کش بسیار سریعتر از حافظه اصلی یا حتی حافظههای ثانویه مانند هارد دیسک یا SSD است. این سرعت بالای کش موجب کاهش تأخیر در پردازش دادهها و افزایش کارایی سیستم میشود. در نتیجه، پردازنده میتواند عملیاتهای پیچیده را سریعتر انجام دهد و کارایی کلی سیستم افزایش مییابد.
در نهایت، کش بهعنوان یک عنصر کلیدی در بهینهسازی عملکرد پردازندهها و سیستمهای کامپیوتری به شمار میرود. با استفاده از کش، دادهها بهطور مؤثرتر ذخیره و بازیابی میشوند و این امر باعث افزایش سرعت پردازش و کاهش زمان تأخیر میشود. برای اطلاعات بیشتر در مورد کش و نحوه عملکرد آن در سیستمهای کامپیوتری، میتوانید به سایت saeidsafaei.ir مراجعه کنید و از اسلایدهای محمد سعید صفایی بهره ببرید.
فاکتوریل یک عدد n با ضرب آن در تمام اعداد صحیح مثبت کوچکتر از خودش تعریف میشود. این مقادیر بهطور معمول برای محاسبات ریاضی یا بازگشتی استفاده میشوند.
یک ترابایت معادل 1024 گیگابایت است و برای اندازهگیری حجمهای بسیار زیاد دادهها استفاده میشود.
سیستم عددی مبنای 8 است که از ارقام 0 تا 7 برای نمایش اعداد استفاده میشود.
فراخوانی بهوسیله مرجع یعنی زمانی که آدرس حافظه متغیر به تابع ارسال میشود و در نتیجه تغییرات انجامشده در داخل تابع روی متغیر اصلی اثر میگذارد.
حلقه در الگوریتمها به معنای تکرار یک یا چند مرحله به تعداد مشخص است تا زمانی که یک شرط خاص برقرار شود.
تخصیص حافظه به معنای تخصیص فضای حافظه برای ذخیره دادهها یا اشیاء است. در C++ میتوان از توابع خاصی مانند new برای تخصیص حافظه استفاده کرد.
تبدیل عدد از مبنای دودویی به ده که هر رقم در مبنای دو را با ضرب در 2 به توان جایگاه آن محاسبه میکنیم.
حافظه استاتیک حافظهای است که در زمان کامپایل برنامه تخصیص مییابد و پس از آن تغییر نمیکند.
پشته یک ساختار دادهای است که به صورت FILO (First In, Last Out) کار میکند. این ساختار برای ذخیره دادهها و مدیریت حافظه در برنامهها به کار میرود.
درخت یک ساختار دادهای است که شامل گرهها و پیوندهایی است که به صورت سلسلهمراتبی سازماندهی شدهاند و برای جستجو و ذخیره دادهها استفاده میشود.
عملگر سهگانگی یک روش فشرده برای نوشتن دستورات شرطی است که معمولاً به صورت condition ? expression1 : expression2 نوشته میشود.
فرآیند تبدیل اطلاعات به کدی غیرقابل فهم برای محافظت از دادهها در برابر دسترسی غیرمجاز.
دستورالعملی گام به گام برای حل یک مشکل خاص است. الگوریتمها نقش مهمی در برنامهنویسی و حل مسائل کامپیوتری دارند و میتوانند به صورت دستی یا با استفاده از زبانهای برنامهنویسی مختلف پیادهسازی شوند.
بازگشتی به فراخوانی یک تابع توسط خود آن تابع گفته میشود. این روش معمولاً در حل مشکلاتی مانند جستجوی دودویی یا مرتبسازی استفاده میشود.
الگوریتم یک سری دستورالعملهای گام به گام است که برای حل یک مشکل یا انجام یک وظیفه خاص استفاده میشود.
هپ یک ساختار دادهای است که برای ذخیرهسازی دادهها به صورت درخت استفاده میشود و از ویژگیهای خاصی برای مرتبسازی دادهها برخوردار است.
نرمافزارها شامل برنامهها و دادههای مرتبط هستند که سیستم کامپیوتری آنها را پردازش میکند.
دیسکهای مغناطیسی که معمولاً به عنوان حافظههای ثانویه (مثل هارد دیسکها) برای ذخیرهسازی دائمی دادهها استفاده میشوند.
حافظه موقت کامپیوتر است که به طور موقت دادهها و دستورات را ذخیره میکند و به پردازنده اجازه میدهد تا به سرعت به این اطلاعات دسترسی پیدا کند.
کد عملیاتی است که دستورالعملهای پردازنده را مشخص میکند و عملیات مورد نظر را برای پردازش انجام میدهد.
عنصر یک آرایه به یک مقدار خاص اشاره دارد که در یک خانه از آرایه ذخیره شده است. به عنوان مثال، عنصر[2] در آرایه، سومین مقدار از آن آرایه خواهد بود.
دستگاههای خروجی مانند چاپگر و مانیتور که اطلاعات پردازششده را از کامپیوتر به کاربر نمایش میدهند.
اندیس به عدد یا موقعیتی اطلاق میشود که برای دسترسی به عناصر یک آرایه یا ساختار دادهای استفاده میشود.
سیگنال آنالوگ سیگنالی است که میتواند هر مقدار پیوستهای از دادهها را منتقل کند.
عبور از درخت به معنای بازدید از تمام گرههای درخت است که میتواند پیش از پیش، پس از پیش یا سطح به سطح انجام شود.
پارامترها مقادیری هستند که به یک تابع داده میشوند و به عنوان ورودی تابع عمل میکنند.
نمایش اعداد به صورت اعشاری که در آن عدد به صورت عدد صحیح و توان در نظر گرفته میشود.
نوع دادهای است که فقط دو مقدار true یا false را میتواند ذخیره کند و معمولاً در شرایط منطقی به کار میرود.
آرایه ایستا آرایهای است که اندازه آن در زمان کامپایل مشخص میشود و نمیتوان در زمان اجرا آن را تغییر داد. این نوع آرایهها دارای اندازه ثابت هستند.
کاهش مقدار یک متغیر به طور منظم در هر بار اجرا، که معمولاً در حلقهها برای شمارش معکوس یا تغییر مقدار استفاده میشود.
دستور شرطی به معنای استفاده از شرایط برای انجام اقدامات مختلف است. به عنوان مثال، دستور if برای اجرای کد فقط در صورت درست بودن شرط استفاده میشود.
محدوده به بخشهایی از کد اطلاق میشود که در آنها یک متغیر یا تابع قابل دسترسی است.
متغیر محلی متغیری است که تنها در داخل یک بلوک از کد یا یک تابع قابل دسترسی است و پس از پایان آن بلوک از حافظه حذف میشود.
اولویت عملگرها به ترتیب اهمیت و اجرای عملیاتها اشاره دارد. این اولویتها به نحوه اجرای صحیح دستورات در زبانهای برنامهنویسی کمک میکند.
الگوریتم مجموعهای از دستورالعملها برای حل یک مشکل خاص یا انجام یک وظیفه است که به طور گامبهگام انجام میشود.
