Билет №53. Основы устройства современных вычислительных систем. Память. Типы организации кэш-памяти.
Типы организации кэш-памяти
· Полностью ассоциативная
o Каждая ячейка имеет два поля:
§ Хранение данных
§ Тег (физический адрес данных во внешней памяти)
При обмене данными просматривается вся таблица на совпадение запрашиваемого адреса с содержимым полей тег; но, чтобы найти что-то, нужно всё пересмотреть.
· Кэш-память с прямым размещением
o Кэш-память соответствует нескольким страницам основной памяти. Для адресации тега используется адрес страницы или группы страниц (неэффективное использование памяти).
· Кэш-память с ассоциацией по нескольким направлениям (наборно-ассоциативная)
o Промежуточное по сложности и эффективности решение между двумя предыдущими. В этой памяти для набора страниц используется несколько строк, в которых осуществляется поиск по младшей части адреса (с группировкой в несколько строк).
Билет №54. Основы устройства современных вычислительных систем. Память. Иерархия памяти. Модели объединения кэш-памяти разных уровней.
Иерархия памяти
Так как любая операция в вычислительных устройствах это обработка информации, то скорость работы памяти является ограничением для работы вычислительного устройства.
Самой быстрой памятью является регистровая, но она дорога в производстве и занимает место на кристалле.
Производительность классической оперативной памяти существенно меньше производительности современных процессоров, но она дешевле регистровой.
|
|
|
Память на магнитных дисках работает еще медленнее.
Для увеличения быстродействия с одновременной экономией вводится промежуточная память, обладающая ограниченным объемом и промежуточным значением быстродействия. В современных ЭВМ между процессором и оперативной памятью бывает от 2 до 3 уровней промежуточной памяти.
Существуют магнитные диски с промежуточной памятью на основе флеш-памяти.
В основном промежуточная память строится по ассоциативному типу и известна как кэш-память.
Модели объединения кэш-памяти разных уровней
· Инклюзивная (Intel)
o Предполагает, что данные кэш-памяти младшего уровня (с меньшим индексом и большим быстродействием) полностью в кэше более высокого уровня. Достоинство – быстрое освобождение кэша младших уровней, дублируемого в старших уровнях. Недостаток – кэш старшего уровня дублирует кэш младшего уровня.
· Эксклюзивная (AMD ATI)
o Данные в памяти каждого уровня уникальны. Достоинство – более эффективное использование памяти. Недостаток – при заполнении кэша младшие уровни нельзя переписать в старший уровень.
Билет №55. Основы устройства современных вычислительных систем. Вычислительное устройство. Способы организации информационного обмена внутри процессора.
|
|
|
Вычислительное устройство
Основной компонент вычислительной системы, осуществляющий преобразование информации и данных. Может называться процессором, микропроцессором, контроллером, микроконтроллером и т.д.
Включает в себя
· Арифметическо-логическое устройство (АЛУ) – выполняет основные преобразования над данными
· Служебные регистры (используется для управления АЛУ и как индикатор его состояния)
· Регистры данных (операндов и результата)
· Регистр команд
Способы организации информационного обмена внутри процессора
· Архитектура с общей шиной (Принстонская фон-Неймовская архитектура
o Для передачи команды данных используется одна общая шина и хранятся они в общей памяти.
o Достоинство – более эффективное использование памяти.
· Архитектура с раздельными шинами данных и команд (двухшинная, гарвардская архитектура )
o Достоинство – независимое функционирование команд и данных повышает быстродействие вычислительного устройства.
Дата добавления: 2019-01-14; просмотров: 778; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!