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切換えとは?/ アットローン

[ 114] バンク切り換え - Wikipedia
[引用サイト]  http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%90%E3%83%B3%E3%82%AF%E5%88%87%E3%82%8A%E6%8F%9B%E3%81%88

バンク切り換え(Bank Switching、ページングと呼ばれることもあるが、通常のその用語とはほとんど関係ない)は、1次元配列であるアドレス空間を多次元配列にする事により、アクセス可能なアドレス空間を拡張するものである。8ビットのマイクロコンピュータシステムで一般に使われた技術であり、アドレスバスを拡張せずにアクセス可能なRAMやROMの量を増やすことを目的としていた。
仮想記憶の普及によって単純なバンク切り換え機構は廃れた。仮想記憶においては、論理アドレス空間をページまたはセグメントと呼ばれる小さな単位に分割し、それぞれをアドレス変換機構において物理アドレスに結び付けている。現在の実装では、アドレス空間は[プロセス][ページまたはセグメント][論理アドレスオフセット]によって構成される3次元疎配列となる(仮想マシンモニタを使っている場合には4次元疎配列)。原理的にはバンク切り換えの発展系であるが、仮想記憶をバンク切り換えと呼ぶ事は無い。
バンク切り換えを拡張スロットに応用し、拡張スロット毎にメモリページが異なるように設計し、全てのI/OをメモリマップドI/Oとすると、メモリやI/Oのアドレスが衝突するというトラブルを完全に防ぐことが出来る。 また、拡張スロットにROMを配置する場合に、CPUから見える論理アドレスを固定することが可能なため、メモリリロケーション機構を省く事が出来ることも長所として挙げられる。 このような拡張スロットの実装例としてMSXが挙げられる。
バンク切り換えでは、CPUのアドレスの他にページ切り換え用のレジスタが必要である。このレジスタは、少なくとも論理的(ソフトウェア的)にはCPUの外にあるのが一般的である(HD64180のようにCPUチップの中にこのページ切り換え用のレジスタを持っているチップも存在したが、プログラミング上は、CPU内部のレジスタとして扱われていなかった)。
このことはアドレスをCPU内部のレジスタとページ切り換え用のレジスタの2箇所で別々に管理することを意味する。 それはCPU内部のレジスタからページレジスタへの桁上がり等のハードウェアが実装されていないことになるため、配列等がページサイズより大きい場合等場合はソフトウェアでページを管理する必要が生じた。
これはソフトウェアの処理が必要な分、1次元アドレス管理より速度が低下し、またソフトウェアを必要とするということは、そのソフトウェアにバグが潜む可能性が生じるということであり、システムの信頼性の低下が起こった。
このようなバグの例として、一塊のデータがページ境界に配置される場合が挙げられる、これは大きさが2nバイトでは無い構造体の配列が、全体としてページサイズを超えた場合等に起こる。
また、大量のデータをメモリ間で転送する場合に、バンク切り換えを行いながら転送する処理が必要になるが、この処理はかなり煩雑になった。
バンク切り換え用のレジスタの仕様(接続されているI/Oアドレス等)は、たとえCPUが同一であっても、一般論として機種毎に異なっていたために、同一CPUでありながら非互換となる原因の一つとなった。
Z80 や 6502 といった 8ビットマイクロプロセッサでは、メモリアドレスは 16ビットで表されるため、最大でも64Kバイトのメモリ空間しかアクセスできない。そのため、64Kバイト以上のメモリを搭載する 8ビットシステムでは、メモリは64Kバイト毎のバンク(あるいはページ)に分割して使用した。つまり、同時にアクセスできるメモリ空間は依然として64Kバイトであるが、バンクを切り換えることでそれ以上のメモリを使用可能としたのである。これによって搭載メモリ量は増加したが、プログラムが複雑化し、性能的にも若干低下する場合があった。たいていの場合、アドレス空間の広いプロセッサを導入するほうが高い効率を期待できる。
ファミリーコンピュータには本来バンク切り替え機能はなく、ROMカートリッジ側にコントローラを搭載することでバンク切り替えが行われた。ファミリーコンピュータはもともと扱える容量が少なく、ディスクシステムの登場によってROMカートリッジは終了となるはずであった。ところがバンク切り替えによって大容量ROMカートリッジを扱う手法が確立されると、読み込み速度の遅いディスクシステムの方が次第に廃れ、最終的にはディスクよりもカートリッジの方が大容量となっていた。
プロセッサを複数搭載する事でメインメモリにアクセスできるCPUとVRAMにアクセスできるCPUにと、担当を分割させるアーキテクチャもあった。これは負荷分散も同時に実現できるが、一つの筐体にコンピューターシステムを2つ分搭載させる故にコストは高くついた。
読み出しバンクと書き込みバンクを別途指定できるようにする事で、入力と出力を同じアドレスで行い、出力データの保持とアドレス計算を省く方式が考え出された(リード・モディファイ・ライト Read Modify Write)。これもまた画像処理に応用された。
モトローラ MC68000シリーズではブート時、アドレス0番地から2ロングワードにスタックポインタ初期値・ブートストラップへのアドレスをCPUに提示しなければならず、なおかつ稼動時にはさらに割り込みベクタをRAMにして書き換え可能にする必要があった事から、起動時のバンク切り換えは必須であった。

 

[ 115] Yahoo! JAPANがGoogleからYSTへの検索エンジン切り換えを実施:ニュース - CNET Japan
[引用サイト]  http://japan.cnet.com/news/media/story/0,2000047715,20068933,00.htm

ヤフーの志立氏はこの点について「Googleの検索結果や速度などと比較して、YSTの方が良い結果が出ると判断したから今回の切り替えに踏み切った。米国が開発したからという理由で無条件に入れるわけではない」と説明している。
今回のYST導入に伴いYahoo! JAPANでは「日本タレント名鑑」などのデータベースをページ検索の結果に統合するなど、新しい機能も導入するが、デザイン上は大きな変更は行わない。そのため、一般ユーザーの多くは検索エンジンの変更自体に気が付かない可能性もある。
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検索エンジンも日々進化を遂げ、今後いったいどうなっていっちゃうんだろうと興味津々なこの頃。 他人事のように眺めておりましたら、なんだかまた動きがあったそうで。YST。
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