Сделай Сам Свою Работу на 5

Вопрос №13 Буфер страничного преобразования.





 

Устройство преобразования содержит память которая разделяется на 2 блока:

1. Блок достоверности атрибутов и тэгов, который хранит поисковые данные виде тэгов, атрибуты необходимые для замены давно не используемой страницы. Он организован виде 8 множеств (строк), в каждой из которых хранится по 4 поисковых признака (4поля) т.е. всего 32 поля. поэтому можно хранить 32 физ. адреса страниц.

2. Блок данных. Организован аналогично блоку тэгов (32поля). но содержит не поисковые признаки а физ. адрес страницы(20бит)

Поиск физ. адреса страницы в буфере выполняется следующим образом:

1. По 3м младшим разрядам виртуального адреса страницы находится множество (14-12)

2. Происходит сравнение 17 старших разрядов виртуального адреса (тэг) с тэгами хранящимися в полях данного множества

3. При совпадении с одним из них из соответствующего поля блока данных считываются 20 разрядов физ. адреса страницы, к которым добавляются 12 разрядов № байта. Таким образом формируется полный физ. адрес ячейки памяти.

4. Если совпадения не происходит не с одним из тэгов (промах), то физ. дреса данной вирт. страницы в буфере нет и поэтому необходимо обращение к таблице страниц ОП за физ. адресом страницы, т.е. выполняется цикл памяти.



5. Вывод: Буфер преобразований размером 32-стр. обеспечивает до 95-99% запросов на доступ к таблицам страниц, что позволяет значительно повысить быстродействие.

 

 

Вопрос №16 Организация работы внутренней КЭШ-памяти

 

Объём данной внутр. КЭШ-памяти 8К байт: кол-во множеств*кол-во блоков*кол-во байт в блоках (27*22*24) Когда процессор запрашивает информацию уже находящуюся в КЭШ памяти, цикл шины не нужен. Если информации нет в КЭШе то необходимо обращение к ОП

Адресация КЭША осуществляется путём разделения физ.адреса на 3 части: 7бит (4-10 разряды)-определяют № множества или строки КЭШа; 21 бит (11-31)-задают поле тэга и предназначены для определения хранения информации по данному адресу в КЭШе; 4 младших разряда (0-3) выбирают № байта в блоке данных.

Алгоритм работы:

1. Определить нужное множество

2. Сравнение тэга адреса с каждым из тэгов, хран. в блоке тэгов данного множества

3. При совпадении с одним из них происходит обращение к соответствующему блоку данных. Выбирается байт из блока данных V=16



4. передача памяти для обработки

5. При несовпадении тэгов выполняется обращение к ОП

 

Вопрос №15 Алгоритм записи/считывания

Впервые использование дополнительной памяти для хранения копий блоков ОП было предложено Уилксом в 1965г. в процессе разработки ЭВМ «Атлас» (Atlas). Эта память получила название подчинённой или Slave Memory. В последствии стал использоваться термин КЭШ («убежище»), т.к. такая память скрыта тот программиста и он не может её адресовать. Впервые КЭШ-память появилась в ЭВМ в модели 8Бсемейства IBM 360. Выбор ёмкости КЭШа определяет компромисс:

Небольшая величина емкости уменьшает стоимость, габариты, но требует частого обновления. Большая величина емкости увеличивает быстродействие всей системы но увеличивается и время поиска данных КЭШа, кроме того увеличивается стоимость. Оптимальный размер до 512 Кбайт.

Существуют следующие варианты записи данных из КЭШа в ОП:

1. Сквозная запись (WT) предусматривает одновременное выполнение каждой операции записи в КЭШ и ОП, но при этом проц. приходится выполнять длительный цикл памяти. Обеспечивается сохранность данных, алгоритм простой (реализация). Как вариант возможно выполнение отложенной записи, в которой данные переписываются из ОП в буфер во время свободных тактов шины.

2. Обратная запись (WR) – данные переписываются в КЭШ при изменении информации во всём множестве КЭШа Уменьшается кол-во операций записи в ОП (+). Данный алгоритм сложнее реализовать т.к. требуется обработка дополнительных сигналов для «выгрузки» множеств в ОП (-) Используется в современных ЭВМ



Способы отображения ОП на КЭШ (считывание). сущность отображения блока ОП на КЭШ состоит в:

1. Копировании этого блока в каждую строку КЭША

2. Переадресации всех обращений к ОП на соответствующую строку.

Удачным считается такой способ, который одновременно отвечает 3-м требованиям.

§ обеспечить быстр. КЭШа на наличие в нём копий блока ОП

§ быстрое преобразование адреса блока ОП в адрес строки КЭШа

§ использует наиболее экономичные средства

Способы отображения ОП на КЭШе:

 

Вопрос №19 Прямое отображение КЕШ – простой и недорогой в реализации способ. Особенность – жёсткое закрепление за определенными блоками ОП 1-ой строки в КЭШе. Это можно считать недостатком т.к. если программа обращается поочерёдно к словам из 2-ух различных блоков, отображается на одну и ту же строку КЭша, постоянно будут происходить обновления данной строки и вероятность попадания – низкой.

чаще всего используется во внешней КЭШ

 

Вопрос №18 Ассоциативный КЭШ – данный алгоритм позволяет преодолеть недостаток прямого, разрешая загрузку любого блока ОП в любую строку КЭШа. Логика управления КЭШа выделяет в адрес ОП 2 поля: поле тэга и поле слова. Поле тэга совпадает с адресом основной памяти. Для проверки наличия копий блока в КЭШе необходимо проверить тэги всех строк на совпадение с полями тэга адреса. Для реализации такого алгоритма требуется либо последовательный перебор всех тэгов (время) или 14 параллельный анализ всех тэгов, что является сложной аппаратной задачей, один из способов решения которой использование ассоциативной памяти которая является дорогой.

Использование данного алгоритма возможно при небольшом объёме первичного КЭШа.

 

Вопрос №17 Наборо-конструктивный КЭШ (множественно-ассоциативный) Является одним из возможных компромиссов, сочетающим достоинства прямого и ассоциативного способов. КЭШ (память тэгов и данных) разбивается на множества, каждое из которых содержит несколько полей (строк). Каждый блок памяти может претендовать на несколько строк КЭШа объединен. в множество. Можно считать что в этой архитектуре есть несколько параллельно и согласованно работающих каналов прямого отображения. При этом контроллеру КЭШа приходится принимать решение о том какую из строк множества помещать в очередной блок данных. Широко используется в современных процессорах в первичном КЭШе.

 

Вопрос №20 Мультизадачность

Мультизадачность – это способность процессора выполнять одновременно несколько задач, но в каждый момент времени выполняется только одна из задач. Любая задача включает определённый ресурсный объём памяти, дисковое пространство, виртуальное адресное пространство и т.д.

Исходя из этого, под задачей понимают конкретную последовательность действий, которая обладает определённым состоянием и адресным пространством, которая также связана с архитектурой процессора.

Под контекстом задачи понимают содержимое всех регистров процессора и адрес той команды, которая должна выполнятся после рестарта.

Для организации мультизадачного режима предусмотрены сегменты состояния задачи (TSS), регистры задачи (TR) – для хранения селектора, дискрипторы состояния задач.

переключение задач может осуществляться по спец. командам, по прерываниям и по особым случаям.

Переключение задачи можно изобразить следующим образом:

 

1. Проверить что выходящая задача разрешила переключение на новую задачу, используя механизм привилегий.

2. проверить, что сегмент TSS входящий задачи отмечен как присутствующий и имеет правильный предел, иначе процедура свопинга.

3. Сохранить состояние выходящей задачи в её сегменте.

4. Загрузить регистр TR в селектор входящей задачи, который указан в команде.

5. По селектору необходимо выбрать дискриптор входящей задачи и, используя его содержимое обратится к нужному сегменту входящей задачи и загрузить состояние на регистры процессора.

6. начинается выполнение новой задачи с адреса указанного в счётчике команд.

7. При переключении задачи её возобновление начинается с той команды, которая была следующей, значение всех регистров восстанавливается.

Вывод: При переключении задачи никак не связаны между собой т.е. входящая задача не получает от выходящей никаких параметров.

 

 








Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту:



©2015 - 2024 stydopedia.ru Все материалы защищены законодательством РФ.