Порядок выполнения работы. Алгоритмы замещения строк кэш-памяти

Задание 8

Алгоритмы замещения строк кэш-памяти

Лабораторная работа № 8.

Контрольные вопросы

Содержание отчета

1. Вариант задания — текст программы и режимы кэш-памяти.

2. Последовательность состояний кэш-памяти размером 4 ячейки при однократном выполнении программы (команды 1 — 7).

3. Последовательность микрокоманд при выполнении команды wr с отметкой тех микрокоманд, в которых возможна модификация кэш-памяти.

4. Для варианта кэш-памяти размером 8 ячеек — последовательность номеров замещаемых ячеек кэш-памяти для второго варианта параметров кэш-памяти при двукратном выполнении программы (команды 1 — 7).

1. В чем смысл включения кэш-памяти в состав ЭВМ?

2. Как работает кэш-память 6 режиме обратной записи? Сквозной записи?

3. Как зависит эффективность работы ЭВМ от размера кэш-памяти?

4. В какую ячейку кэш-памяти будет помещаться очередное слово, если свободные ячейки отсутствуют?

5. Какие алгоритмы замещения ячеек кэш-памяти вам известны?

Цель работы — изучение влияния параметров кэш-памяти и выбранного алгоритма замещения на эффективность работы системы. Эффективность в данном случае оценивается числом кэш-попаданий по отношению к общему числу обращений к памяти. Учитывая разницу в алгоритмах в режимах сквозной и обратной записи, эффективность использования кэш-памяти вычисляется выражениям (8.2) и (8.3) соответственно для сквозной и обратной записи.

Очевидно, эффективность работы системы с кэш-памятью будет зависеть не только от параметров кэш-памяти и выбранного алгоритма замещения, но и от класса решаемой задачи. Так, линейные программы должны хорошо работать с алгоритмами замещения типа очередь, а программы с большим числом условных переходов, зависящих от случайных входных данных, могут давать неплохие результаты с алгоритмами случайного замещения. Можно предположить, что программы, имеющие большое число повторяющихся участков (часто вызываемых подпрограмм и/или циклов) при прочих равных условиях обеспечат более высокую эффективность применения кэш-памяти, чем линейные программы. И, разумеется, на эффективность напрямую должен влиять размер кэш-памяти.

(Страница292)

Для проверки высказанных выше предположений выполняется настоящая лабораторная работа.

В данной лабораторной работе все варианты задания одинаковы: исследовать эффективность работы кэш-памяти при выполнении двух разнотипных программ, написанных и отлаженных вами при выполнении лабораторных работ № 2 и 4.

1. Загрузить в модель учебной ЭВМ отлаженную программу из лабораторной работы № 2.

2. В меню Работа установить режим Кэш-память.

3. В меню Вид выбрать команду Кэш-память, открыв тем самым окно Кэш-память, в нем нажать первую слева кнопку на панели инструментов, открыв диалоговое окно Параметры кэш-памяти, и установить следующие параметры кэш-памяти: размер — 4, режим записи — сквозная, алгоритм замещения — случайное, без учета бита записи (W).

4. Запустить программу в автоматическом режиме; по окончании работы просмотреть результаты работы кэш-памяти в окне Кэш-память, вычислить значение коэффициента эффективности K и записать в ячейку табл. 9.15, помеченную звездочкой.

5. Выключить кэш-память модели (Работа | Кэш-память) и изменить один из ее параметров — установить флаг с учетом бита записи (в окне Параметры кэш-памяти).

6. Повторить п. 4, поместив значение полученного коэффициента эффективности в следующую справа ячейку табл. 9.15»

7. Последовательно меняя параметры кэш-памяти, повторить пп. 3 — 5, заполняя все ячейки табл. 9.15.

Совет ______________________________________________________

При очередном запуске программы не забывайте устанавливать процессор модели в начальное состояние, нажимая кнопку R в окне Процессор!

8. Повторить все действия, описанные в пп, 1 — 7 для программы из лабораторной работы № 4, заполняя вторую таблицу по форме табл. 9.15.

(Страница293)

Дата добавления: 2015-04-25