КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Принципы работы кэш-памяти
Цель работы – ознакомиться с организацией и принципом работы кэш-памяти, а также алгоритмами замещения при различных режимах записи. Теоретические положения: Между медленнодействующей динамической основной памятью (ОП) и процессором размещается небольшая, но быстродействующая буферная память. В процессе работы системы в буферную память копируются те участки ОП, к которым производится обращение со стороны процессора. В общепринятой терминологии – производится отображение участков ОП на буферную память. Если отобразить участок ОП в более быстродействующую буферную память и переадресовать на нее все обращения в пределах скопированного участка, можно добиться существенного повышения производительности ЭВМ. Такая буферная память называется кэш-памятью. Кэш-память скрыта от программиста в том смысле, что он не может ее адресовать. В общем виде использование кэш-памяти поясним следующим образом. Когда ЦП пытается прочитать слово из основной памяти, сначала осуществляется поиск копии этого слова в кэше. Если такая копия существует, обращение к ОП не производится, а в ЦП передается слово, извлеченное из кэш-памяти. Такая ситуация называется кэш-попаданием. При отсутствии слова в кэше, то есть при кэш-промахе, требуемое слово передается в ЦП из основной памяти, но одновременно из ОП в кэш-память пересылается блок данных, содержащий это слово. На эффективность применения кэш-памяти в иерархической системе памяти наиболее существенно влияют: · емкость кэш-памяти; · размер строки; · способ отображения основной памяти на кэш-память; · алгоритм замещения информации в заполненной кэш-памяти; · алгоритм согласования содержимого основной и кэш-памяти; · число уровней кэш-памяти. К программной модели учебной ЭВМ может быть подключена программная модель кэш-памяти, реализация которой отображена на рисунке 13. Кэш-память содержит N ячеек (в модели N может выбираться из множества {4, 8, 16, 32}), каждая из которых включает трехразрядное поле тега (адреса ОЗУ), шестиразрядное поле данных и три однобитовых признака (флага): Z – признак занятости ячейки; U – признак использования; W – признак записи в ячейку. Таким образом, каждая ячейка кэш-памяти может дублировать одну любую ячейку ОЗУ, причем отмечается ее занятость (в начале работы модели все ячейки кэш-памяти свободны, Zi = 0), факт записи информации в ячейку во время пребывания ее в кэш-памяти, а также использование ячейки (т. е. любое обращение к ней).
Вариант задания:
Пояснение к варианту задания:
Последовательность состояний кэш-памяти размером 4 ячейки при выполнении программы (команды 1-7): RD #99 PUSH R7
WR R6 CALL 006
MOV R7, R6 POP R8 ADD R7
Последовательность микрокоманд при выполнении команды wr с отметкой тех микрокоманд, в которых возможна модификация кэш-памяти: Для варианта кэш-памяти размером 8 ячеек – последовательность номеров замещаемых ячеек кэш-памяти для второго варианта параметров кэш-памяти при выполнении программы (команды 1-7):
RD #99 PUSH R7
WR R6 CALL 006
MOV R7, R6 POP R8
ADD R7
Дата добавления: 2014-01-15; Просмотров: 837; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |