Цель работы: Изучение принципа построения кэш-памяти с прямым распределением.
Введение
Кэш-память - это быстродействующая память, расположенная между центральным процессором и основной памятью. Вместе с основной памятью она входит в иерархическую структуру и ее действие эквивалентно быстрому доступу к основной памяти. В больших универсальных ЭВМ, основная память которых имеет емкость порядка 32-64 Мбайт, обычно используется кэш-память емкость 64-256 Кбайт, т.е. емкость кэш-память составляет порядка 1/1000-1/500 емкости основной памяти, а быстродействие в 5-10 раз выше быстродействия основной памяти.
Кэш-память, состоящая из m слов, сохраняет копии не менее чем m-слов из всех слов основной памяти.
Если копия, к адресу которой был выполнен доступ ЦП, существует в кэш-памяти, то считывание завершается уже при доступе к кэш-памяти. Отметим, что использование кэш-памяти основывается на принципах пространственной и временной локальности. В случае пространственной локальности основная память разбивается на блоки с фиксированным числом слов и обмен данными между основной памятью и кэш-памятью выполняется блоками. При доступе к некоторому адресу центральный процессор должен сначала определить содержит ли кэш-память копию блока с указанным адресом, и если имеется, то определить, с какого адреса кэш-памяти начинается этот блок. Эту информацию ЦП получает с помощью механизма преобразования адресов.
На сложность этого механизма существенное влияние оказывает стратегия размещения, определяющая, в какое место кэш-памяти следует поместить каждый блок из основной памяти.
В зависимости от способа размещения данных основной памяти в кэш-памяти существует три типа кэш-памяти:
· кэш с прямым отображением (размещением);
· полностью ассоциативный кэш;
· множественный ассоциативный кэш.
Кэш с прямым отображением (размещением) является самым простым типом буфера. Адрес памяти однозначно определяет строку кэша, в которую будет помещен блок информации. При этом предполагается, что оперативная память разбита на блоки и каждому такому блоку в буфере отводится всего одна строка.
Рассмотрим механизм кэш-памяти с прямым отображением реализованный в лабораторной работе.
Стратегия размещения и механизм преобразования адресов в кэш-памяти с прямым отображением.
Предположим, что основная память имеет емкость 256 К слов. Для адресации основной памяти используется 18 бит. Пусть размерность блока составляет 16 слов, тогда основная память будет содержать 16384 блока. Восемнадцать разрядов адреса основной памяти тогда можно распределить следующим образом - 14 старших разрядов использовать для адресации блока, а 4 младших - для адресации слова в блоке.
Пусть емкость кэш-памяти равна 2 К слов. Тогда количество блоков в кэш составляет 128. На рис.5 приведена упрощенная функциональная схема кэш-памяти.
Для того чтобы поместить в кэш-память из основной памяти блок с адресом b 4n 0 этот адрес делить на две части:
· -младшие семь разрядов адреса блока используется для адре сации места хранения блока в кэш-памяти;
· -старшие семь разрядов (часто называют их "тэг") помещают в специальную память (теговую память), используемую в пос ледствии для чтения из кэш-памяти.
Таким образом, если адрес блока основной памяти равен 3673->111001011001, то в кэш-памяти этот блок будет размещен по адресу 89->1011001.
В данном случае по этому адресу может быть размещен любой
из 128 блоков, имеющих семь младших разрядов, эквивалентных числу 89 (1011001).
В этом заключается один из недостатков кэш-памяти с прямым отображением.
Для того чтобы определить, какой именно блок находится в кэш-памяти используется специальная память (тэговая память) емкостью 7*128 слов, куда помещаются семь старших разрядов адреса блока, хранящегося в данное время в кэш-памяти. Адрес размещения которых определяется семью младшими разрядами ( в нашем примере 89 (1011001)). При доступе к кэш-памяти младшие семь разрядов адреса блока используется в качестве адреса тэговой памяти, откуда считывается значение тэга (семь старших разрядов адреса блока). Если считанный тэг и поступивших семь старших разрядов блока совпадают, то это означает, что требуемый блок хранится в кэш-памяти и из памяти данных выполняется чтение слова, адрес которого указан в четырех младших разрядах полного адреса.
Вывод: Данная лабораторная работа проведена в соответствии с методическим указанием, представленным в виде текстового файла в приложении к обучающей программе. На данной лабораторной работе я изучил принципы построения КЭШ - памяти с прямым распределением. Весь процесс обучения производился с помощью программы расположенной на ЭВМ.
Другие работы по теме:
Задача по Управленческому анализу
4. Управленческий анализ 1. Чистая прибыль составляет 30 тыс. руб., амортизация основных средств - 15 тыс. руб.; по балансу: увеличение материальных активов 26 тыс. руб., дебиторской задолженности - 13 тыс. руб. Краткосрочные обязательства увеличились на 9 тыс. руб. Определить, как изменился остаток денежных средств организации.
Память и ее виды
Образная память. Двигательная (моторная) память. Характеристика основных процессов памяти. Закономерности запоминания информации.
Эмоциональная память
Эмоциональная память. Следует начать на самом понятии «память». В широком смысле слова под биологической памятью понимают свойство живой системы хранить след от воспринятого раздражения. В такой общей формулировке понятие «память» объемлет очень широкий спектр явлений, в связи с чем, говоря о памяти высших животных и человека, предпочтительно подразумевать способность организма в процессе своей индивидуальной жизни запечатлевать, хранить, воспроизводить и забывать воспринятую информацию.
Фенилаланин
Фенилаланин - это незаменимая аминокислота. Эта аминокислота влияет на настроение, уменьшает боль, улучшает память и способность к обучению, подавляет аппетит.
Скуратов, Алексей Иванович
Введение 1 Память Введение Русская карта Дальнего Востока (1745). Алексей Иванович Скуратов — один из первых русских исследователей Арктики. Участник Великой Северной экспедиции.
Корделин, Альфред
Введение 1 Биография 2 Память Список литературы Введение Альфред Корделин (фин. Alfred Kordelin, 6 ноября 1868(18681106), Раума, Великое княжество Финляндское — 7 ноября 1917, Моммила, Хаусъярви, Великое княжество Финляндское) — финский предприниматель и меценат.
Кисса
(англ. Cissa; VII век) — отшельник Линдисфарнский. Святой Католической церкви, память 23 сентября. Святой Кисса был отшельником в Нортумбрии, Англия. По преданию, он жил неподалёку от Линдисфарна (Lindisfarne).
Damnatio memoriae
(лат. проклятие памяти) — особая форма посмертного наказания, применявшаяся в древнем Риме к государственным преступникам — узурпаторам власти, участникам заговоров, к запятнавшим себя императорам. Любые материальные свидетельства о существовании преступника — статуи, настенные и надгробные надписи, упоминания в законах и летописях — подлежали уничтожению, чтобы стереть память об умершем.
Эвренос
Введение 1 Биография 2 Смерть и память Введение Хаджи Гази Эвренос-бей (тур. Hacı Gazi Evrenos Bey) — знаменитый османский полководец, основатель знатной османской династии Эвренос-оглу.
Ксения Миласская
Ксения Миласская (Римляныня, в миру — Евсевия; ум. во второй половине V века) — христианская святая, почитаемая Православной церковью в лике преподобных. Память совершается 24 января (по юлианскому календарю).
Исидора Тавеннийская
Исидо́ра Тавеннийская (также Исидора Тавенская Исидора Египетская ) — христианская монахиня и святая, одна из первых юродивых, жила в IV веке. Почитается в лике преподобных, память в Православной церкви 10 мая (по юлианскому календарю).
Ким-Станкевич, Александра Петровна
Введение 1 Биография 2 Память Список литературы Введение Александра Петровна Ким-Станкевич (22 февраля 1885(18850222) — 16 сентября 1918) — революционерка-интернационалистка корейского происхождения, первая кореянка-член РСДРП(б), народный комиссар по иностранным делам Хабаровского совета.
Пелагия дева Антиохийская
Не следует путать с Пелагией Антиохийской, преподобной V века. Пелагия Антиохийская — раннехристианская мученица, дева. Память в Православной церкви совершается 8 октября (по юлианскому календарю).
Алекперов, Алескер Гаджи Ага оглы
Введение 1 Биография 2 Память 3 Фильмография Список литературы Введение Алескер Гаджи Ага оглы Алекпе́ров (азерб. Ələsgər Hacıağa oğlu Ələkbərov; 15 ноября, (по другим источникам - 25 марта) 1910, Баку — 31 января 1963, Баку, Азербайджанская ССР) — азербайджанский советский актёр, народный артист СССР (1961), народный артист Азербайджанской ССР.
Лигети, Карой
Введение 1 Биография 2 Память Список литературы Введение Ка́рой Ша́ндор Ли́гети (венг. Ligeti Kбroly Sбndor, 8 декабря 1890, Кишкёрёш, Австро-Венгрия — 2 июня 1919, Омск, Советская Россия) — венгерский революционер-интернационалист, поэт, руководитель венгерской парторганизации при Федерации иностранных групп РСДРП(б) и редактор её газеты, командир венгерского интернационального отряда.
Мемориальная доска в память о гомосексуалах, жертвах национал-социализма Рисиера ди Сан Савва
Мемориальная доска в память о гомосексуалах, жертвах национал-социализма — памятный знак, увековечивающий память гомосексуалов-жертв национал-социализма. Установлен в бывшем концлагере Рисьера-ди-Сан-Сабба в 2005 году по инициативе миланской ЛГБТ-организации Circolo Arcobaleno (Круг Радуги).[1] Треугольник напоминает о нашивках, использовавшихся для пометки заключённых в концентрационных лагерях.
Алексеев, Пётр Алексеевич революционер
Введение 1 Биография 2 Адреса в Санкт-Петербурге 3 Память о Петре Алексееве Список литературы Введение Пётр Алексе́евич Алексе́ев (14 (26) января 1849, деревня Новинская Смоленской губернии — 16 (28) августа 1891) — один из первых российских рабочих-революционеров, ткач.
Тимофей I
Архиепископ (греч. Τιμόθεος Α΄; ум. 20 июля 385) — архиепископ Александрийский (380—385), святитель. Память 13 февраля.
Шарангович, Василий Фомич
Введение 1 Биография 2 Память Список литературы Введение Васи́лий Фоми́ч Шаранго́вич (белор. Васіль Фаміч Шаранговіч; 20 февраля (4 марта) 1897, деревня Кочаны (Виленская губерния, ныне Мядельский район Минской области — 15 марта 1938, Москва) — советский партийный деятель.
Виноградов, Павлин Фёдорович
Введение 1 Биография 2 Память 3 Источники Список литературы Виноградов, Павлин Фёдорович Введение Павлин Фёдорович Виноградов (январь 1890, Санкт-Петербургская губерния, Российская империя — 8 августа 1918, Архангельская губерния, РСФСР) — активный участник Гражданской войны.
Санданский, Яне Иванов
Введение 1 Биография 2 Балканские войны 3 Убийство 4 Память Введение Яне Иванов Санданский (болг. Яне Иванов Сандански; 18 мая 1872, село Влахи, Османская империя — 22 апреля 1915, Роженский монастырь, Болгария) болгарский революционер, один из руководителей ВМОРО.
Галат, Максим Лукич
План Введение 1 Биография 2 Память 3 Источники Введение Максим Лукич Галат (1883 — 1918) — известный революционер в Иркутской области. 1. Биография Родился в 1883 году в городе Бахмач Черниговской губернии.
Козицкий, Николай Григорьевич
План Введение 1 Биография 2 Память Список литературы Введение Николай Григорьевич Козицкий (24 января (5 февраля) 1880, Сциборы, Ушицкий уезд, ныне Житомирская область — начало ноября 1920 года, село Каменка, ныне Киевская область) — революционный деятель.
Тибетский мятеж 2008
Тибетский "мятеж" — массовые антикитайские протесты, вспыхнувшие в Тибете 14 марта 2008 года. Инициаторами протестов стали буддийские монахи, вышедшие на марш в память о годовщине изгнания маоистами Далай-ламы из Тибета. Вечером того же дня в Лхасе начались погромы китайских магазинов и сожжение машин.
Бухвостов, Яков Григорьевич
Введение 1 Биография 2 Постройки 3 Приписываемые постройки 4 Память 5 Источники Введение Яков Григорьевич Бухвостов (дата рождения и смерти неизвестны, конец XVII — начало XVIII вв.) — русский архитектор, один из основоположников нарышкинского стиля, распространённого в то время в архитектуре Москвы и её окрестностей.
Оперативная память
Оперативная память является одним из важнейших элементов компьютера. Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные результаты.
Устройства ЭВМ: КЭШ-память
Кэш-память – это высокоскоростная память произвольного доступа, используемая процессором компьютера для временного хранения информации.
Устройства памяти
Text Graphics Презентацию выполняли Корепанова А Макрушина Т Graphics Устройства Памяти Устройства Памяти - устройства памяти данных, которые используются в компьютерах, чтобы хранить данные. Компьютер имеет много типов устройств памяти данных. Некоторые из них могут быть тематическими категориями как сменные Устройства Памяти данных и другие как не сменные Устройства Памяти данных.
Устройство ПК 3
Персональные компьютеры имеют четыре иерархических уровня памяти: микропроцессорная память; основная память; регистровая кэш-память; внешняя память.
Италия
Краткий географический очерк.
Пользователи бухгалтерской информации
Пользователей бухгалтерской информации можно условно разделить на три группы: администрация организации; сторонние пользователи информации с прямым финансовым интересом; сторонние пользователи информации с непрямым финансовым интересом.