Лабораторная работа №2 "Исследование кэш-памяти пэвм"

Цель работы

Исследование кэш-памяти вычислительной системы, измерение параметров кэш-памяти системы в различных режимах работы, оценка влияния параметров кэша на производительность вычислительной системы.

Домашнее задание

1. Изучить рабочее задание.

2. Изучить, используя рекомендуемую литературу, организацию системы кэш-памяти ПЭВМ.

3. Нарисовать структуру вычислительной системы, содержащую блоки кэш-памяти, например, домашнего персонального компьютера.

4. В виде таблицы представить несколько вариантов организации кэш-памяти.

№	ПЭВМ	Кэш 1 уровня	Кэш 2 уровня	Кэш 3 уровня

Рабочее задание

1. Найти на демонстрационном образце системной платы схемы кэш- памяти. Сделать эскиз системной платы, на котором изобразить основные компоненты.

2. Ознакомиться с набором тестовых программ, представленных на диске компьютера, и выбрать программы, которые проверяют кэш.

№	Программа	Тестируемые параметры

3. Используя тестовые программы, определить ресурсы кэш-памяти.

4. Оценить при помощи тестовых программ работу кэш-памяти.

5. Изменить структуру кэш-памяти (включить или выключить один или оба уровня кэш). Повторить измерения.

6. Изменить режим записи данных из кэш в оперативную память и повторить измерения.

7. Заполнить таблицы, построить графики.

8. Рассчитать частоту попаданий для различных по величине блоков данных.

Требования к отчету

Отчет должен состоять из домашнего задания с выполненными пунктами 3 и 4, протокола выполненной работы (пункты 1 – 8 рабочего задания). В протоколе необходимо зафиксировать все выполненные измерения и наблюдения.

Контрольные вопросы

1. Кэш. Назначение. Области использования.

2. Место кэш-памяти в иерархии системы памяти ЭВМ.

3. Параметры и характеристики кэш-памяти.

4. Кэш-попадания.

5. Кэш-промахи.

6. Уровни кэш-памяти.

7. Кэш данных. Назначение. Основные параметры.

8. Кэш команд. Назначение. Основные параметры.

9. Алгоритмы записи данных из кэш в основную память.

10. Алгоритмы замещения данных в кэше.

11. Структура кэша прямого отображения.

12. Структура ассоциативного кэша.

13. Множественно-ассоциативный кэш.

14. Назначение памяти тегов в структуре кэш-памяти.

15. Кэши процессоров Pentium I – Pentium 4.

Лабораторная работа №3 "Исследование видеосистемы пэвм"

Цель работы

Исследование видеоконтроллера, программирование видеоконтроллера, измерение основных параметров.

Домашнее задание

1. Изучить рабочее задание.

2. Изучить, используя рекомендуемую литературу, организацию видеосистемы ПЭВМ.

3. Нарисовать структуру вычислительной системы, содержащей один или несколько видеоконтроллеров.

4. Нарисовать примерную структуру видеоконтроллера.

5. В форме таблицы представить основные параметры видеосистемы.

   №	Параметр	Ед. измерения	Величина параметра
   1.

6. Подготовить программы формирования тестовых сигналов (картинок) видеосистемы ПЭВМ (вертикальные и горизонтальные полосы, клетчатое поле).