ಯಂತ್ರದ ಒಳಗೆ: ಆರ್ಕಿಟೆಕ್ಚರ್ ಮತ್ತು ಮೆಮೊರಿ ಶ್ರೇಣಿ | Inside the Machine: Architecture and the Memory Hierarchy
Saved in this browser only. Sign in to keep your ticks on every device. See all revisions due
Key points
- ವಾನ್ ನ್ಯೂಮನ್ (von Neumann) ರಚನೆಯಲ್ಲಿ ಪ್ರೋಗ್ರಾಂ ಮತ್ತು ದತ್ತಾಂಶ ಒಂದೇ ಮೆಮೊರಿಯಲ್ಲಿ | In the von Neumann design the program and the data share one memory
- ಸಿಪಿಯು (CPU) ಒಳಗೆ ಎಎಲ್‌ಯು, ಸಿಯು ಮತ್ತು ರಿಜಿಸ್ಟರ್ | Inside the CPU are the ALU, the CU and the registers
- ಸೂಚನಾ ಚಕ್ರ ಫೆಚ್, ಡಿಕೋಡ್, ಎಕ್ಸಿಕ್ಯೂಟ್ | The instruction cycle is fetch, decode, execute
- ಅಡ್ರೆಸ್ ಬಸ್ ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನದು ಮತ್ತು ಡೇಟಾ ಬಸ್ ಎರಡೂ ದಿಕ್ಕಿನದು | The address bus is one way and the data bus two way
- ಅಡ್ರೆಸ್ ಬಸ್‌ನ ಅಗಲ ತಲುಪಬಹುದಾದ ಮೆಮೊರಿಯನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ | The width of the address bus decides the memory that can be reached
- ವೇಗದ ಕ್ರಮ ರಿಜಿಸ್ಟರ್, ಕ್ಯಾಶ್, ರ‍್ಯಾಮ್, ಎಸ್‌ಎಸ್‌ಡಿ, ಎಚ್‌ಡಿಡಿ | The order of speed is register, cache, RAM, SSD, HDD
- ಎಲ್ ಒನ್ ಕ್ಯಾಶ್ ಪ್ರತಿ ಕೋರ್‌ಗೂ ಮತ್ತು ಎಲ್ ತ್ರೀ ಹಂಚಿಕೆಯದು | L1 cache is per core and L3 is shared
- ಕೋರ್ ಭೌತಿಕ ಮತ್ತು ಥ್ರೆಡ್ ಕೆಲಸದ ಹರಿವು | A core is physical and a thread is a stream of work
- ಅರವತ್ತನಾಲ್ಕು ಬಿಟ್ ತಂತ್ರಾಂಶ ಮೂವತ್ತೆರಡು ಬಿಟ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಓಡುವುದಿಲ್ಲ | Sixty-four bit software will not run on a thirty-two bit system
On this page
- ವಾನ್ ನ್ಯೂಮನ್ (von Neumann) ರಚನೆ | The von Neumann Design
- ಸಿಪಿಯು (CPU) ಒಳಗಿನ ಮೂರು ಭಾಗಗಳು | The Three Parts Inside the CPU
- ಸೂಚನಾ ಚಕ್ರ | The Instruction Cycle
- ಬಸ್ (Bus) ಪ್ರಕಾರಗಳು | The Kinds of Bus
- ಮೆಮೊರಿ ಶ್ರೇಣಿ | The Memory Hierarchy
- ಕ್ಯಾಶ್ (Cache) ಹಂತಗಳು | The Levels of Cache
- ಕೋರ್ (Core) ಮತ್ತು ಥ್ರೆಡ್ (Thread) | Cores and Threads
- ಮೂವತ್ತೆರಡು ಬಿಟ್ ಮತ್ತು ಅರವತ್ತನಾಲ್ಕು ಬಿಟ್ | Thirty-Two Bit and Sixty-Four Bit
ವಾನ್ ನ್ಯೂಮನ್ (von Neumann) ರಚನೆ | The von Neumann Design
ಇಂದಿನ ಬಹುತೇಕ ಕಂಪ್ಯೂಟರ್‌ಗಳು ವಾನ್ ನ್ಯೂಮನ್ (von Neumann) ರಚನೆಯನ್ನು ಅನುಸರಿಸುತ್ತವೆ. | Almost every computer today follows the von Neumann design.
ಅದರ ಕೇಂದ್ರ ಕಲ್ಪನೆ | Its Central Idea
ಪ್ರೋಗ್ರಾಂ (Program) ಮತ್ತು ದತ್ತಾಂಶ ಎರಡನ್ನೂ ಒಂದೇ ಮೆಮೊರಿಯಲ್ಲಿ ಸಂಗ್ರಹಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. | Both the program and the data are stored in the same memory.
ಆದ್ದರಿಂದಲೇ ಒಂದೇ ಯಂತ್ರ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಪ್ರೋಗ್ರಾಂ ಅನ್ನು ಓಡಿಸಿ ಬೇರೆ ಬೇರೆ ಕೆಲಸ ಮಾಡಬಲ್ಲದು. | That is precisely why one machine can run different programs and do different work.
ಸಿಪಿಯು (CPU) ಒಳಗಿನ ಮೂರು ಭಾಗಗಳು | The Three Parts Inside the CPU
| ಭಾಗ | Part | ಕೆಲಸ | Its work |
|---|---|
| ಎಎಲ್‌ಯು (ALU), ಅಂಕಗಣಿತ ಮತ್ತು ತರ್ಕ ಘಟಕ | The ALU, the arithmetic and logic unit | ಲೆಕ್ಕ ಮತ್ತು ಹೋಲಿಕೆಯ ಕೆಲಸ | The work of calculation and comparison |
| ಸಿಯು (CU), ನಿಯಂತ್ರಣ ಘಟಕ | The CU, the control unit | ಸೂಚನೆಗಳನ್ನು ತಂದು ಅರ್ಥೈಸಿ ಇತರ ಭಾಗಗಳಿಗೆ ನಿರ್ದೇಶನ | Fetching and decoding instructions and directing the other parts |
| ರಿಜಿಸ್ಟರ್ (Register) | The registers | ಸಿಪಿಯು (CPU) ಒಳಗಿನ ಅತಿ ವೇಗದ ಸಣ್ಣ ಸಂಗ್ರಹ | The fastest and smallest storage, inside the CPU itself |
ಸೂಚನಾ ಚಕ್ರ | The Instruction Cycle
ಸಿಪಿಯು (CPU) ಪ್ರತಿ ಸೂಚನೆಯನ್ನೂ ಮೂರು ಹೆಜ್ಜೆಗಳಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ. | The CPU handles every instruction in three steps.
- ಫೆಚ್ (Fetch), ಅಂದರೆ ಮೆಮೊರಿಯಿಂದ ಸೂಚನೆಯನ್ನು ತರುವುದು. | Fetch, that is bringing the instruction from memory.
- ಡಿಕೋಡ್ (Decode), ಅಂದರೆ ಅದರ ಅರ್ಥವನ್ನು ತಿಳಿಯುವುದು. | Decode, that is working out what it means.
- ಎಕ್ಸಿಕ್ಯೂಟ್ (Execute), ಅಂದರೆ ಅದನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುವುದು. | Execute, that is carrying it out.
ಬಸ್ (Bus) ಪ್ರಕಾರಗಳು | The Kinds of Bus
| ಬಸ್ (Bus) | ಏನನ್ನು ಸಾಗಿಸುತ್ತದೆ | What it carries | ದಿಕ್ಕು | Direction |
|---|---|---|
| ಅಡ್ರೆಸ್ ಬಸ್ (Address Bus) | ಯಾವ ಮೆಮೊರಿ ಸ್ಥಳ ಎಂಬ ವಿಳಾಸ | The address of which memory location | ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕು | One way only |
| ಡೇಟಾ ಬಸ್ (Data Bus) | ನಿಜವಾದ ದತ್ತಾಂಶ | The actual data | ಎರಡೂ ದಿಕ್ಕು | Both ways |
| ಕಂಟ್ರೋಲ್ ಬಸ್ (Control Bus) | ಓದಬೇಕೋ ಬರೆಯಬೇಕೋ ಎಂಬಂತಹ ಸಂಕೇತ | Signals such as whether to read or to write | ಎರಡೂ ದಿಕ್ಕು | Both ways |
ಪರೀಕ್ಷೆಯ ಬಲೆ | An Examination Trap
ಅಡ್ರೆಸ್ ಬಸ್ (Address Bus) ಒಂದೇ ದಿಕ್ಕಿನದು, ಏಕೆಂದರೆ ವಿಳಾಸವನ್ನು ಸಿಪಿಯು (CPU) ಕಳುಹಿಸುತ್ತದೆಯೇ ಹೊರತು ಪಡೆಯುವುದಿಲ್ಲ. | The address bus is one way, because the CPU sends an address and never receives one.
ಅಡ್ರೆಸ್ ಬಸ್‌ನ ಅಗಲವೇ ಯಂತ್ರ ಎಷ್ಟು ಮೆಮೊರಿಯನ್ನು ತಲುಪಬಲ್ಲದು ಎಂಬುದನ್ನು ನಿರ್ಧರಿಸುತ್ತದೆ. | It is the width of the address bus that decides how much memory a machine can reach.
ಮೆಮೊರಿ ಶ್ರೇಣಿ | The Memory Hierarchy
ಮೆಮೊರಿಯನ್ನು ವೇಗ, ಬೆಲೆ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರದ ಆಧಾರದಲ್ಲಿ ಹಂತಗಳಾಗಿ ಜೋಡಿಸಲಾಗುತ್ತದೆ. | Memory is arranged in levels according to speed, cost and size.
| ಹಂತ | Level | ವೇಗ | Speed | ಗಾತ್ರ | Size | ಬೆಲೆ | Cost per unit |
|---|---|---|---|
| ರಿಜಿಸ್ಟರ್ (Register) | ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು | Highest | ಅತಿ ಕಡಿಮೆ | Smallest | ಅತಿ ಹೆಚ್ಚು | Highest |
| ಕ್ಯಾಶ್ (Cache) | ಬಹಳ ಹೆಚ್ಚು | Very high | ಕಡಿಮೆ | Small | ಹೆಚ್ಚು | High |
| ರ‍್ಯಾಮ್ (RAM) | ಮಧ್ಯಮ | Medium | ಮಧ್ಯಮ | Medium | ಮಧ್ಯಮ | Medium |
| ಎಸ್‌ಎಸ್‌ಡಿ ಅಥವಾ ಎಚ್‌ಡಿಡಿ (SSD or HDD) | ಕಡಿಮೆ | Low | ಹೆಚ್ಚು | Large | ಕಡಿಮೆ | Low |
ಶ್ರೇಣಿಯ ನಿಯಮ | The Rule of the Hierarchy
ಮೇಲಕ್ಕೆ ಹೋದಂತೆ ವೇಗ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಗಾತ್ರ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. | As one moves up, speed rises and size falls.
ಕೆಳಕ್ಕೆ ಹೋದಂತೆ ಗಾತ್ರ ಹೆಚ್ಚುತ್ತದೆ ಮತ್ತು ಪ್ರತಿ ಘಟಕದ ಬೆಲೆ ಕಡಿಮೆಯಾಗುತ್ತದೆ. | As one moves down, size rises and the cost per unit falls.
ಈ ಅದಲುಬದಲೇ ಶ್ರೇಣಿಯ ಅಸ್ತಿತ್ವಕ್ಕೆ ಕಾರಣ. | This trade-off is the whole reason the hierarchy exists.
ಕ್ಯಾಶ್ (Cache) ಹಂತಗಳು | The Levels of Cache
- ಎಲ್ ಒನ್ (L1) ಕ್ಯಾಶ್ ಪ್ರತಿ ಕೋರ್‌ಗೂ ಪ್ರತ್ಯೇಕವಾಗಿದ್ದು ಅತಿ ವೇಗವಾದದ್ದು. | L1 cache is separate for each core and is the fastest.
- ಎಲ್ ಟು (L2) ಕ್ಯಾಶ್ ದೊಡ್ಡದಾಗಿದ್ದು ಸ್ವಲ್ಪ ನಿಧಾನ. | L2 cache is larger and a little slower.
- ಎಲ್ ತ್ರೀ (L3) ಕ್ಯಾಶ್ ಎಲ್ಲಾ ಕೋರ್‌ಗಳಿಗೂ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿರುತ್ತದೆ. | L3 cache is normally shared by all the cores.
- ಕ್ಯಾಶ್‌ನ ಉದ್ದೇಶ ಪದೇ ಪದೇ ಬೇಕಾಗುವ ದತ್ತಾಂಶವನ್ನು ಸಿಪಿಯು (CPU) ಹತ್ತಿರವೇ ಇಡುವುದು. | The purpose of cache is to keep frequently needed data close to the CPU.
ಕೋರ್ (Core) ಮತ್ತು ಥ್ರೆಡ್ (Thread) | Cores and Threads
ವ್ಯತ್ಯಾಸ | The Difference
ಕೋರ್ (Core) ಎಂದರೆ ಭೌತಿಕವಾಗಿ ಇರುವ ಪ್ರತ್ಯೇಕ ಸಂಸ್ಕರಣಾ ಘಟಕ. | A core is a physically separate processing unit.
ಥ್ರೆಡ್ (Thread) ಎಂದರೆ ಒಂದು ಕೋರ್ ಏಕಕಾಲದಲ್ಲಿ ನಿರ್ವಹಿಸಬಲ್ಲ ಕೆಲಸದ ಹರಿವು. | A thread is a stream of work that a core can handle at one time.
ನಾಲ್ಕು ಕೋರ್ ಮತ್ತು ಎಂಟು ಥ್ರೆಡ್ ಎಂದರೆ ಪ್ರತಿ ಕೋರ್ ಎರಡು ಹರಿವನ್ನು ನಿರ್ವಹಿಸುತ್ತದೆ ಎಂದರ್ಥ. | Four cores and eight threads means each core handles two streams.
ಮೂವತ್ತೆರಡು ಬಿಟ್ ಮತ್ತು ಅರವತ್ತನಾಲ್ಕು ಬಿಟ್ | Thirty-Two Bit and Sixty-Four Bit
ಅರವತ್ತನಾಲ್ಕು ಬಿಟ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆ ಮೂವತ್ತೆರಡು ಬಿಟ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗಿಂತ ಹೆಚ್ಚು ಮೆಮೊರಿಯನ್ನು ತಲುಪಬಲ್ಲದು. | A sixty-four bit system can reach far more memory than a thirty-two bit one.
ಮೂವತ್ತೆರಡು ಬಿಟ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಗೆ ನಾಲ್ಕು ಜಿಬಿ (GB) ಸುಮಾರಿನ ಪ್ರಾಯೋಗಿಕ ಮಿತಿ ಇದೆ. | A thirty-two bit system has a practical ceiling of about four GB.
ಕಚೇರಿಗೆ ಇದರ ಅರ್ಥ | What This Means for the Office
ಅರವತ್ತನಾಲ್ಕು ಬಿಟ್ ತಂತ್ರಾಂಶ ಮೂವತ್ತೆರಡು ಬಿಟ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಓಡುವುದಿಲ್ಲ. | Sixty-four bit software will not run on a thirty-two bit system.
ಆದರೆ ಮೂವತ್ತೆರಡು ಬಿಟ್ ತಂತ್ರಾಂಶ ಸಾಮಾನ್ಯವಾಗಿ ಅರವತ್ತನಾಲ್ಕು ಬಿಟ್ ವ್ಯವಸ್ಥೆಯಲ್ಲಿ ಓಡುತ್ತದೆ. | But thirty-two bit software will normally run on a sixty-four bit system.
ಖರೀದಿ ವಿಶೇಷಣ ಬರೆಯುವಾಗ ಈ ಅಸಮಾನತೆಯನ್ನು ನೆನಪಿಡಬೇಕು. | This asymmetry must be remembered when writing a purchase specification.
ಪರೀಕ್ಷಾ ಸಲಹೆ | Exam tip
ವೇಗದ ಕ್ರಮವನ್ನು ಕಂಠಪಾಠ ಮಾಡಿ: ರಿಜಿಸ್ಟರ್, ಕ್ಯಾಶ್, ರ‍್ಯಾಮ್, ಎಸ್‌ಎಸ್‌ಡಿ, ಎಚ್‌ಡಿಡಿ. | Memorise the order of speed: register, cache, RAM, SSD, HDD.
ಈ ಕ್ರಮವನ್ನು ಕೇಳುವ ಪ್ರಶ್ನೆ ಈ ಅಧ್ಯಾಯದಲ್ಲಿ ಅತಿ ಸಾಮಾನ್ಯ. | A question asking this order is the commonest in this chapter.
Practice questions
Answer all, then check. Explanations appear after checking.
Finished this topic? Tick it off.
Saved in this browser only. Sign in to keep your ticks on every device. See all revisions due