- •Отчёт по лабораторной работе № ____
- •Теоретические сведения.
- •Принцип действия кэш – памяти
- •Объективные свойства данных, объясняющие высокую вероятность кэш-попадания
- •Временная локальность
- •Пространственная локальность
- •Алгоритм действия кэш-памяти
- •Проблема согласования данных
- •Способы отображения основной памяти на кэш.
- •Случайное отображение
- •Детерминированное отображение
- •Комбинированный способ
- •Алгоритмы распределения памяти
- •Алгоритмы распределения памяти без использования внешней памяти Распределение памяти фиксированными разделами
- •Распределение памяти динамическими разделами
- •Распределение памяти перемещаемыми разделами
- •Алгоритмы распределения памяти с использованием внешней памяти
- •Страничное распределение
- •Сегментное распределение
- •Сегментное - страничное распределение
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«Пермский национальный исследовательский политехнический университет»
Кафедра микропроцессорных средств автоматизации
Отчёт по лабораторной работе № ____
по дисциплине _____________________________________________ __________________________________________________________ Тема: _____________________________________________________ __________________________________________________________ __________________________________________________________ Вариант __________
|
|
|
Выполнил студент гр. _____________
_________________________________ (Фамилия И.О.) _________________________________ (номер зачетной книжки) _________________________________ (дата, подпись)
Проверил ________________________ (должность) _________________________________ (Фамилия И.О) _________________________________ (оценка) _________________________________ (дата, подпись)
|
Пермь 2012 г.
Цель работы: разобраться в принципе работы кэш – памяти, ее структура и оосбенности.
Теоретические сведения.
Кэш-память (cache) – это способ совместного функционирования двух типов запоминающих устройств, который позволяет ускорить доступ за счет динамического копирования часто используемой информации из “медленного” в “быстрое” запоминающее устройство (ЗУ).
Свойство кэш-памяти – это прежде всего прозрачность для программ и пользователей. Другими словами функционирование кэш происходит незаметно для программ.
Кэш-памятью или кэшем, также часто называют одно из устройств – “быстрое” ЗУ. Оно дороже и быстрее.
Принцип действия кэш – памяти
Рис.1. Принцип действия кэш – памяти.
Как видно из рисунка запись в кэш выполняется при чтении, в том случае, если эти данные в кэш отсутствуют. Если же в кэш данные есть, то обращение к основной памяти не происходит и в этом случае они считываются из кэш.
Содержание кэш-памяти представляет собой совокупность записей обо всех данных из основной памяти (ОП), загруженных в нее
Рис.2 Содержание кэш – памяти.
Время доступа пропорционально вероятности попадания в кэш, которая составляет не менее 90%. Чем объясняется такая высокая степень попадания.
Объективные свойства данных, объясняющие высокую вероятность кэш-попадания
Высокая степень попадания в кэш объясняется некоторыми объективными свойствами компьютерных данных. К таким свойствам относятся:
Временная локальность
Если произошло обращение по некоторому адресу, то следующее обращение с большой вероятностью произойдет в ближайшее время
Пространственная локальность
Если произошло обращение по некоторому адресу, то с высокой степенью вероятности в ближайшее время произойдет обращение к соседним адресам
Временная локальность позволяет надеяться, что имеет смысл копировать данные в кэш, т.к. вскоре вероятно все равно к ним будет обращение.
Свойство пространственной локальности делает целесообразным копировать в кэш не одну единицу данных, а целый блок данных.
Алгоритм действия кэш-памяти
Рис.3 Алгоритм действия кэш – памяти.
Проблема согласования данных
Две копии данных: в памяти и кэше порождает проблему согласования. Т.е. версии данных в памяти и КЭШе в конечном итоге должны совпадать.
Применяется два подхода при записи в память:
Сквозная запись (write through) – если данные находятся в кэше, то запись производится и в кэш и в память(анимация)
Обратная запись (write back) - если данные находятся в кэше, то запись производится только в кэш и устанавливается признак модификации (в кэш)(анимация)