Waa'ee dhiibbaa yaadannoo, falmii qulfii, fi Dizaayinii Deetaa irratti xiyyeeffate

Hubannoo Qaruuraa Hin Mul'anne: Yaadannoo fi Qulfii

Addunyaa sooftiweerii keessatti raawwiin maallaqa itti quufinsa fayyadamtootaati. Daldaltoota application walxaxaa irratti hirkataniif, deebii suuta jedhu fi sirni qabbanaa’uun nama aarsuu qofa osoo hin taane; isaanis kallattiin oomishtummaa fi galii irratti balaa ta’u. Yeroo baayyee, hundeen dhimmoota raawwii hojii kanaa battalumatti kan hin mul’anne yoo ta’u, gadi fageenyaan ijaarsa sooftiweerii ofii isaa keessatti kan dhokatanidha. Yakkamtoonni baay’ee fi miidhaa geessisan lama dhiibbaa yaadannoo fi waldhabdee qulfiiti. Rakkooleen kun yeroo baay'ee gara aadaa, wanta irratti xiyyeeffate dizaayinii shaakala kanneen gurmaa'ina koodii sagantaadhaaf gurmaa'ina deetaa maashinichaa caalaa dursa kennan keessatti daakuu. Sirnoota ga’umsa olaanaa qaban, kan guddachuu danda’an kan dhaabbileen ammayyaa gaafatan ijaaruuf jijjiiramni paradigm barbaachisaadha. Kunis bakka Dizaayiniin Deetaa irratti xiyyeeffate (DOD) akka falaasama murteessaa ta’ee mul’atudha, kan ijaarsa sooftiweerii haardwaara inni irratti hojjetu waliin walsimsiisuun osoo isaan hin jalqabin dura qaruuraa kana dhabamsiisuuf.

Harkisa Dhokataa Dhiibbaa Yaadannoo

Wiirtuu isaa irratti dhiibbaan yaadannoo dhiibbaa sirna xiqqaa yaadannoo sirna tokkoo (RAM fi CPU caches) irratti kaa'amu agarsiisa. Proosesaroonni ammayyaa saffisaan haala nama ajaa'ibuun kan hojjetan yoo ta'u, garuu yeroo guddaa daataa mimoorii guddaa irraa akka fudhatamu eeguun dabarsu. Kana salphisuuf CPUn baankota yaadannoo xixiqqoo, baayyee saffisaa ta'an kanneen kaachota jedhaman fayyadamu. Yeroo deetaan CPUn barbaadu duraan kaachota keessa jiru (kaachee rukutame), adeemsi saffisaa dha. Yeroo hin taane (cache miss), CPUn ni dhaabbata, deetaan akka deebi'u eega. Dhiibbaan yaadannoo kan uumamu yeroo tuuta deetaa hojii baay'ee guddaa ykn haala gaarii hin taane qindaa'e, kunis gara yaa'a dhaabbataa kaachota darbuutti geessuudha. Dizaayinii wanta irratti xiyyeeffate idilee keessatti, deetaan yeroo baay'ee wantoota dhuunfaan ramadaman hedduu irratti faca'a. Tarree wantoota kanaa irra deddeebi'uun gara iddoowwan yaadannoo adda addaatti utaaluu jechuudha, kunis gahumsa kaachotaaf balaa guddaa kan fidudha. Prefetcher CPU's qaqqabummaa tasaa kana tilmaamu hin danda'u, kunis yeroo hunda dhaabachuu fi raawwiin akka malee gadi bu'u fida.

Yeroo Hojiin Garee Fashalaa'u: Rakkoo Waldhabdee Qulfii

Aplikeeshiniiwwan dhangiiwwan hedduu qaban keessatti, bakka hojiiwwan hedduun yeroo tokkotti raawwatamanitti, hojjettoonni qulfii (ykn muteeksii) fayyadamuun dhangiiwwan adda addaa deetaa walfakkaataa yeroo tokkotti akka hin fooyyessine ittisuuf, kunis gara manca'iinsaatti geessuu danda'a. Falmiin qulfii kan uumamu yeroo dhangiiwwan hedduun yeroo baay'ee qulfii tokko argachuuf yaalan. Walfakkaatoo ta'anii hojjechuu mannaa, dhaamsi dabaree isaaniif tarree eeguun xumuramu, hojiiwwan walfakkaatoo ta'uuf yaadaman tartiiba. Kunis sirna multi-core, kan bu'aa dabalataa dhiyeessuu qabu, gara sirna cores idle ta'anitti, software-inposed traffic jam'n ugguramutti jijjiira. Falmiin qulfii garmalee mallattoo arkiteekcharii bakka haalli qooddame, jijjiiramaa ta'etti kan barame yoo ta'u, amala biraa yeroo baay'ee sirnoota wanta irratti xiyyeeffatan kanneen addunyaa akka giraafii wantoota walitti hidhamanitti moodeela godhan. Baasiin olka'aa qulfii argachuu fi gadhiisuu, yeroo eegaa wajjin walitti makamee, guddina sirna tokkoo gara dhaabbachuutti ciruu danda'a.

Diizaayinii Deetaa irratti xiyyeeffate: Raawwiidhaaf Arkiteektii

Dizaayiniin Deetaa irratti xiyyeeffate mana kitaabaa ykn meeshaa murtaa'e osoo hin taane, jijjiirama bu'uuraa yaadaati. "Wantoonni sirna koo keessa jiran maali?" Malli kun kallattiin rakkoo dhiibbaa yaadannoo fi waldhabdee qulfii kan furu akkaataa deetaan yaadannoo keessatti argamu dursa kennuudhaan.

jechuun ni danda’ama
• SoA AoS irra: DOD Caasaa Array (SoA) kan Array of Caasaa (AoS) caalaa ni jaallata. Bakka tarree wantoota `Taphattuu` (tokkoon tokkoon isaanii fayyaa, ammo, fi bakka qaban), gatiiwwan fayyaa hundaaf tarree addaa, kan biraa lakkoofsa ammo hundaaf, fi kan biraa bakka hundaaf ni qabaatta. Kunis adeemsa gahumsa qabu, kaachotaaf mijatu kan amaloota tokkoo qaamolee hunda keessatti hayyama.
• Irra Deddeebi'uu Kaachee-Dammagaa: Deetaa sararaan yaadannoo keessatti qindeessuudhaan, DOD akkaataa qaqqabummaa tartiiba CPU fi dursitoonni isaanii jaallatan dandeessisa, kunis darbuu kaachee haalaan hir'isa.
• Haala Qoodame Xiqqeessuu: DOD sirnoota akka dhangiiwwan qulfiidhaaf waldhabuu osoo hin barbaachisin kutaalee deetaa of danda'an irratti hojjechuu danda'aniif dizaayinii gochuu jajjabeessa. Kunis yeroo baayyee deetaa qoqqooduudhaan fi tooftaalee akka sirna hojii kanneen waraabbii deetaa naannoo irratti hojjetan fayyadamuun argama.

Kaayyoon Dizaayinii Deetaa irratti xiyyeeffate dhangala'aa deetaa hanga danda'ametti gahumsa akka qabaatu gochuudha, kaachota CPU akka qabeenya gatii guddaa qabuutti ilaaluu fi deetaa akka toora walxaxaa daandii dhiphoo, marsaa ta'e osoo hin taane daandii guddaa sirriitti, bal'aa ta'e akka ta'u caaseffachuudha.

Mewayz waliin Bu'uura Jabaa irratti ijaaruu

Falaasama Dizaayinii Daataa irratti xiyyeeffate bu’uura irraa fudhachuun aplikeeshiniiwwan daldalaa hojii qofa osoo hin taane, garuu haala adda ta’een saffisaa fi guddachuu danda’an ijaaruuf furtuudha. Kun qajeelfama ijoo ijaarsa Mewayz duuba jiruudha. OS daldalaa moojuularii keenya dhangala’aa daataa fi gahumsa haardwaarii akka yaaddoo jalqabaatti dizaayinii gochuudhaan, kiyyoowwan raawwii kalaasikii dhiibbaa yaadannoo fi falmii qulfii osoo isaan hojiiwwan keessan irratti dhiibbaa uumuu hin dandeenye salphifna. Uumamni moojuularii Mewayz jechuun tokkoon tokkoon qaama deetaa gahumsaan akka qabatuuf kan hojjetame yoo ta’u, kunis akkuma daldalli kee guddachaa fi baay’inni daataa kee dabalaa deemuun sirnichi deebii akka kennu mirkaneessa. Haalli raawwii hojii of eeggannoo qabu kun Mewayz hojiiwwan walxaxaa, daataa irratti hundaa’an kanneen daldala ammayyaa ibsaniif bu’uura walxaxaa fi humna guddaa qabu akka kennu kan isa dandeessisu yoo ta’u, gareen kee osoo qaruuraa hin mul’anne kan sooftiweerii haala gaarii hin taane dizaayiniin isaa hin saffisiifamin akka hojjetu humneessa.

Gaaffilee Irra Deddeebiin Gaafataman

Hubannoo Qaruuraa Hin Mul'anne: Yaadannoo fi Qulfii

Addunyaa sooftiweerii keessatti raawwiin maallaqa itti quufinsa fayyadamtootaati. Daldaltoota application walxaxaa irratti hirkataniif, deebii suuta jedhu fi sirni qabbanaa’uun nama aarsuu qofa osoo hin taane; isaanis kallattiin oomishtummaa fi galii irratti balaa ta’u. Yeroo baayyee, hundeen dhimmoota raawwii hojii kanaa battalumatti kan hin mul’anne yoo ta’u, gadi fageenyaan ijaarsa sooftiweerii ofii isaa keessatti kan dhokatanidha. Yakkamtoonni baay’ee fi miidhaa geessisan lama dhiibbaa yaadannoo fi waldhabdee qulfiiti. Rakkooleen kun yeroo baay'ee gara aadaa, wanta irratti xiyyeeffate dizaayinii shaakala kanneen gurmaa'ina koodii sagantaadhaaf gurmaa'ina deetaa maashinichaa caalaa dursa kennan keessatti daakuu. Sirnoota ga’umsa olaanaa qaban, kan guddachuu danda’an kan dhaabbileen ammayyaa gaafatan ijaaruuf jijjiiramni paradigm barbaachisaadha. Kunis bakka Dizaayiniin Deetaa irratti xiyyeeffate (DOD) akka falaasama murteessaa ta’ee mul’atudha, kan ijaarsa sooftiweerii haardwaara inni irratti hojjetu waliin walsimsiisuun osoo isaan hin jalqabin dura qaruuraa kana dhabamsiisuuf.

Harkisa Dhokataa Dhiibbaa Yaadannoo

Wiirtuu isaa irratti dhiibbaan yaadannoo dhiibbaa sirna xiqqaa yaadannoo sirna tokkoo (RAM fi CPU caches) irratti kaa'amu agarsiisa. Proosesaroonni ammayyaa saffisaan haala nama ajaa'ibuun kan hojjetan yoo ta'u, garuu yeroo guddaa daataa mimoorii guddaa irraa akka fudhatamu eeguun dabarsu. Kana salphisuuf CPUn baankota yaadannoo xixiqqoo, baayyee saffisaa ta'an kanneen kaachota jedhaman fayyadamu. Yeroo deetaan CPUn barbaadu duraan kaachota keessa jiru (kaachee rukutame), adeemsi saffisaa dha. Yeroo hin taane (cache miss), CPUn ni dhaabbata, deetaan akka deebi'u eega. Dhiibbaan yaadannoo kan uumamu yeroo tuuta deetaa hojii baay'ee guddaa ykn haala gaarii hin taane qindaa'e, kunis gara yaa'a dhaabbataa kaachota darbuutti geessuudha. Dizaayinii wanta irratti xiyyeeffate idilee keessatti, deetaan yeroo baay'ee wantoota dhuunfaan ramadaman hedduu irratti faca'a. Tarree wantoota kanaa irra deddeebi'uun gara iddoowwan yaadannoo adda addaatti utaaluu jechuudha, kunis gahumsa kaachotaaf balaa guddaa kan fidudha. Prefetcher CPU's qaqqabummaa tasaa kana tilmaamu hin danda'u, kunis yeroo hunda dhaabachuu fi raawwiin akka malee gadi bu'u fida.

Yeroo Hojiin Garee Fashalaa'u: Rakkoo Waldhabdee Qulfii

Aplikeeshiniiwwan dhangiiwwan hedduu qaban keessatti, bakka hojiiwwan hedduun yeroo tokkotti raawwatamanitti, hojjettoonni qulfii (ykn muteeksii) fayyadamuun dhangiiwwan adda addaa deetaa walfakkaataa yeroo tokkotti akka hin fooyyessine ittisuuf, kunis gara manca'iinsaatti geessuu danda'a. Falmiin qulfii kan uumamu yeroo dhangiiwwan hedduun yeroo baay'ee qulfii tokko argachuuf yaalan. Walfakkaatoo ta'anii hojjechuu mannaa, dhaamsi dabaree isaaniif tarree eeguun xumuramu, hojiiwwan walfakkaatoo ta'uuf yaadaman tartiiba. Kunis sirna multi-core, kan bu'aa dabalataa dhiyeessuu qabu, gara sirna cores idle ta'anitti, software-inposed traffic jam'n ugguramutti jijjiira. Falmiin qulfii garmalee mallattoo arkiteekcharii bakka haalli qooddame, jijjiiramaa ta'etti kan barame yoo ta'u, amala biraa yeroo baay'ee sirnoota wanta irratti xiyyeeffatan kanneen addunyaa akka giraafii wantoota walitti hidhamanitti moodeela godhan. Baasiin olka'aa qulfii argachuu fi gadhiisuu, yeroo eegaa wajjin walitti makamee, guddina sirna tokkoo gara dhaabbachuutti ciruu danda'a.

Diizaayinii Deetaa irratti xiyyeeffate: Raawwii Hojiif Arkiteektii

Dizaayiniin Deetaa irratti xiyyeeffate mana kitaabaa ykn meeshaa murtaa'e osoo hin taane, jijjiirama bu'uuraa yaadaati. "Wantoonni sirna koo keessa jiran maali?" Malli kun kallattiin rakkoo dhiibbaa yaadannoo fi waldhabdee qulfii kan furu akkaataa deetaan yaadannoo keessatti argamu dursa kennuudhaan.

Mewayz waliin Bu'uura Jabaa irratti ijaaruu

Falaasama Dizaayinii Daataa irratti xiyyeeffate bu’uura irraa fudhachuun aplikeeshiniiwwan daldalaa hojii qofa osoo hin taane, garuu haala adda ta’een saffisaa fi guddachuu danda’an ijaaruuf furtuudha. Kun qajeelfama ijoo ijaarsa Mewayz duuba jiruudha. OS daldalaa moojuularii keenya dhangala’aa daataa fi gahumsa haardwaarii akka yaaddoo jalqabaatti dizaayinii gochuudhaan, kiyyoowwan raawwii kalaasikii dhiibbaa yaadannoo fi falmii qulfii osoo isaan hojiiwwan keessan irratti dhiibbaa uumuu hin dandeenye salphifna. Uumamni moojuularii Mewayz jechuun tokkoon tokkoon qaama deetaa gahumsaan akka qabatuuf kan hojjetame yoo ta’u, kunis akkuma daldalli kee guddachaa fi baay’inni daataa kee dabalaa deemuun sirnichi deebii akka kennu mirkaneessa. Haalli raawwii hojii of eeggannoo qabu kun Mewayz hojiiwwan walxaxaa, daataa irratti hundaa’an kanneen daldala ammayyaa ibsaniif bu’uura walxaxaa fi humna guddaa qabu akka kennu kan isa dandeessisu yoo ta’u, gareen kee osoo qaruuraa hin mul’anne kan sooftiweerii haala gaarii hin taane dizaayiniin isaa hin saffisiifamin akka hojjetu humneessa.