25. Регистровая кэш-память

Регистровая кэш-память — высокоскоростная память сравнительно большой емкости, являющаяся буфером между ОП и МП и позволяющая увеличить скорость выполнения операций. Регистры кэш-памяти недоступны для пользователя, отсюда и название кэш (cache), что в переводе с английского означает «тайник».

В современных материнских платах применяется конвейерный кэш с блочным доступом. В кэш-памяти хранятся копии блоков данных тех областей оперативной памяти, к которым выполнялись последние обращения, и весьма вероятны обращения в ближайшие такты работы — быстрый доступ к этим данным и позволяет сократить время выполнения очередных команд программы. По принципу записи результатов в оперативную память различают два типа кэш-памяти:

• кэш-памяти «с обратной записью» (L1) результаты операций, прежде чем их записать в ОП, фиксируются, а затем контроллер кэш-памяти самостоятельно перезаписывает эти данные в ОП;

• кэш-памяти «со сквозной записью» (L2) результаты операций одновременно, параллельно записываются и в кэш-память, и в ОП.

Использование кэш-памяти существенно увеличивает производительность системы.

26. Дисковые массивы raid

В машинах-серверах баз данных и в суперкомпьютерах часто применяются дисковые массивы RAID (Redundant Array of Inexpensive Disks — массив недорогих дисков с избыточностью), в которых несколько запоминающих устройств на жестких дисках объединены в один большой накопитель, обслуживаемый специальным RAID-крнтроллером.

0-й уровень осуществляет запись данных в виде дорожек поочередно на каждом диске массива без контроля четности.

1-й уровень подразумевает два диска, второй из которых является точной копией первого.

2-й уровень использует несколько дисков специально для хранения контрольных сумм и обеспечивает самый сложный функционально и самый эффективный метод исправления ошибок;

3-й уровень включает четыре диска: три являются информационными, а последний хранит контрольные суммы, предназначенные для исправления ошибок в первых трех;

4-й и 5-й уровни используют диски, на каждом из которых хранятся свои собственные контрольные суммы;

6-й уровень — RAID 5, дополненный резервными дисковыми контроллерами, вентиляторами, шинами и др.

Дисковые массивы других уровней используют различные сочетания предыдущих.

29.Виртуализация. Типы мониторов виртуальных машин.

Виртуализацию можно описать как абстрагирование физических ресурсов системы, позволяющее создавать множество логических разделов, в которых будут работать различные операционные системы (одновременно на одном физическом сервере).

Каждый раздел (называемый также виртуальной машиной) – это программная среда, которая предоставляет ресурсы (при помощи эмуляции оборудования или устройств). Поверх нее можно инсталлировать операционную систему, а также одно или несколько приложений.

Не смотря на то, что виртуализация в совместимых с процессором информационных средах получила бурное развитие только в текущем десятилетии, сама эта технология появилась более 40 лет назад.

Типы мониторов виртуальных машин

В основе решения виртуализации на уровне машины лежит монитор виртуальных машин (Virtual Machine Monitor, VMM). VMM отвечает за создание и изоляцию виртуальной машины и сохранение ее состояния, а также за организацию доступа к системным ресурсам. Схема VMM зависит от архитектуры конкретного процессора; несмотря на то, что VMM позволяет работать внутри виртуальной машины не модифицированным операционным системам, вы обычно ограничены теми операционными системами, которые могут работать на данном физическом системном процессоре.

Тип 2 – работает над операционной системой хоста (как Java VM).

Гибридная модель – VMM работает как равноправный с операционной системой модуль.

Тип 1 – работает непосредственно на аппаратном обеспечении (ниже разделов виртуальных машин). Носит название – гипервизор.

В смысле производительности гипервизор обычно способен дать более высокий уровень эффективности и, следовательно, большую плотность виртуальных машин. Другие типы VMM при доступе к ресурсам зависят от операционной системы хоста, что приводит к более дорогим переключениям контекста и более значительным потерям производительности.