- •Лабораторная работа №1 Исследование принципов конвейерной обработки Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы Подготовка к работе
- •Последовательность выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2 Исследование конфликтов в работе конвейера Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы Подготовка к работе
- •Последовательность выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Исследование принципов мультиконвейерной обработки Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы Подготовка к работе
- •Последовательность выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 Исследование конфликтов в мультиконвейерных системах Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы Подготовка к работе
- •Последовательность выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 Изучение особенностей работы суперскалярных микропроцессоров Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы Подготовка к работе
- •Последовательность выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 Исследование типовых структур кэш-памяти Краткая теория
- •Организация кэш-памяти
- •1. Кэш-память с прямым отображением
- •2. Полностью ассоциативная кэш-память
- •3. Множественно-ассоциативная кэш-память
- •Особенности записи и замещения информации в кэш-памяти. Когерентность кэш-памяти
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы Подготовка к работе
- •Последовательность выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 Исследование типовых структур памяти многопроцессорных систем Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы Подготовка к работе
- •Последовательность выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 Исследование конфликтов в работе многопроцессорной системы Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы Подготовка к работе
- •Последовательность выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Индивидуальные задания. Исследование заданной подсистемы вычислительной системы
- •Библиографический список
- •Оглавление
Описание лабораторной установки
Лабораторная работа выполняется на ПЭВМ типа IBM, работающей в среде Windows 98/2000 и выше. Программа имитационного моделирования составлена на языке Delphi 7.0. Она позволяет исследовать архитектуру многопроцессорной вычислительной системы типа UMA SMP с шинной организацией, содержащую основную (оперативную), локальную и КЭШ-память.
Рис.
7.3. Общая структура крупномасштабной
мультипроцессорной ВС с протоколами
обмена на основе справочников
Как и в программе Memory, в модели представлены шины адреса микропроцессоров и системная шина. Имитационная модель отображает выполнение обращения к памяти. Имеется возможность сравнивать различные архитектурные решения и режимы их работы.
Исходными данными для моделирования являются:
количество процессоров в системе;
количество команд обращения к памяти;
доля команд обращения к памяти в общей смеси;
доля команд чтения в последовательности;
доля команд записи в общей смеси;
конфигурация многопроцессорного вычислительного комплекса;
объем оперативной памяти (измеряется в строках);
объем КЭШ-памяти (измеряется в строках);
объем локальной памяти (измеряется в строках);
для конфигурации с локальными устройствами памяти – вероятности обращения к ним и основной памяти;
времена чтения и записи в оперативную память (измеряются в тактах);
времена чтения и записи в КЭШ (измеряются в тактах);
времена чтения и записи в локальную память (измеряются в тактах).
Результаты моделирования представляются в виде:
количества выполненных команд;
общего количества выполненных тактов;
среднего числа тактов на команду;
средней загрузки системной шины.
количества тактов простоя каждого процессора в ожидании завершения операций с памятью или освобождения системной шины;
количества КЭШ-промахов каждого процессора.
Исполняемый модуль программы моделирования имеет имя MultMemи находится в папкеLab 7. Его запуск осуществляется традиционным способом. После запуска на экране появляется основное окно, которое позволяет задать параметры модели и один из трех режимов моделирования: непрерывный, потактовый и по таймеру. Их выбор, как и в предыдущих работах, осуществляется с помощью менюРежим моделирования.
В начале необходимо задать исходные данные. Эта процедура, как и в предыдущей работе, выполняется с помощью меню Параметры. При выборе указанного пункта появляется окно, содержащее несколько закладок.
Диалоговое окно, вызываемое этим пунктом, имеет пять вкладок.
Вкладки Взаимодействие,Циклы и Командыпозволяют задать те же параметры, что и в предыдущей работе.
Вкладка Памятьпозволяет выбрать конфигурацию многопроцессорного вычислительного комплекса на основе архитектуры UMA SMP с шинной организацией:
без КЭШ-памяти;
с КЭШ-памятью;
с КЭШ и локальными памятями.
С помощью вкладки Объем памятиможно задать объемы памяти всех типов, а вкладкаДругие- интервал таймера и количество процессоров в системе (4, 8 и т.д. – с шагом 4).
После осуществления всех необходимых настроек можно переходить к исследованиям.
В процессе моделирования по шинам адреса процессоров, входящих в состав системы последовательно поступают адреса строк, которые необходимо считать или перезаписать в память. Вначале эти строки ищутся в КЭШе. Если их там нет (КЭШ-промах), то идет запрос либо к локальной памяти, либо к общей памяти. После сеанса взаимодействия, протекающего в соответствии с настройками модели, происходит считывание (запись) искомой строки. Две цифры в скобках в начале имени строки указывают номер версии ее содержимого.
Результатами работы программы, как отмечалось выше, являются количество выполненных тактов и команд, среднее время выполнения команды в тактах, средняя загрузка системной шины, а также количества КЭШ-промахов и простоев для каждого процессора системы.