Державний університет інформаційно - комунікаційних технологій
В В В В
Курсова робота
В
на тему:
Кеш-пам'ять
В
практичне завдання: Дефрагментація диска
по предмету:
Операційні системи
В В В В В В В В В В
виконав:
Волоха Олексій Володимирович
група ІБД-32б
В В В В В В В
Київ-2006
План
В
Теоретична частина
Кеш-пам'ять
Введення 3
Причини впровадження кеш-пам'яті 4
Розділ 1 Квітня
Що таке кеш-пам'ять? 4
Рівень за рівнем 5
Внутрішній кеш 6
Змішана і розділена кеш-пам'ять 9
Статична і динамічна пам'ять 10
TLB як різновид кеш-пам'яті 11
Розділ 2 11
Організація кеш-пам'яті 11
Стратегія розміщення 15
Відображення секторів ВП в кеш-пам'яті 15
Ієрархічна модель кеш-пам'яті 16
Асоціативність кеш-пам'яті 16
Розмір рядки і тега кеш-пам'яті 17
Типи підключення кеш-пам'яті 18
Сегментування кеш-пам'яті і швидкодія жорстких дисків 19
Збільшення продуктивності кеш-пам'яті 21
Навіщо збільшувати кеш? 21
Висновки 23
Практична частина
Дефрагментація диска 24
В
Література 27
В В
Введення
В якості елементної бази основний пам'яті в більшості ЕОМ використовуються мікросхеми динамічних ОЗУ, на порядок поступаються за швидкодією центрального процесора. В результаті, процесор змушений простоювати кілька періодів тактової частоти, поки інформація з ІМС пам'яті встановиться на шині даних ЕОМ. Якщо ж ОП виконати на швидких мікросхемах статичної пам'яті, вартість ЕОМ зросте досить істотно. p> Економічно прийнятне рішення цієї проблеми можливе при використанні дворівневої пам'яті, коли між основною пам'яттю і процесором розміщується невелика, але швидкодіюча буферна пам'ять або кеш-пам'ять. Разом з основною пам'яттю вона входить в ієрархічну структуру і її дію еквівалентно швидкому доступу до основної пам'яті. Використання кеш-пам'яті дозволяє уникнути повного заповнення всієї машини швидкої RAM пам'яттю. Звичайно програма використовує пам'ять який або обмеженої області, зберігаючи потрібну інформацію в кеш-пам'яті, робота з якої дозволяє процесору обходитися без всяких циклів очікування. У великих універсальних ЕОМ, основна пам'ять яких має ємність порядку 1-32 Гбайт, зазвичай використовується кеш-пам'ять ємність 1-12 Мбайт, тобто ємність кеш-пам'ять становить порядку 1/100-1/500 ємності основної пам'яті, а швидкодія в 5-10 разів вище швидкодії основної пам'яті. Вибір обсягу кеш-пам'яті - завжди компроміс між вартісними показниками (порівняно з ОП) та її ємністю, яка повинна бути досить великою, щоб середній час доступу в системі, складається з основної і кеш-пам'яті, визначалося часом доступу до останньої. Реальна ефективність використання кеш-пам'яті залежить від характеру вирішуваних завдань і неможливо визначити заздалегідь, який обсяг її буде дійсно оптимальним. p> Чи не всяка кеш-пам'ять рівнозначна. Велике значення має той факт, як багато інформації може містити кеш-пам'ять. Чим більше кеш-пам'ять, тим більше інформації може бути в ній розміщено, а отже, тим більше ймовірність, що потрібний байт буде міститися в цій швидкій пам'яті. Очевидно, що найкращий варіант - це коли обсяг кеш-пам'яті відповідає обсягу всієї оперативної пам'яті. У цьому випадку вся інша пам'ять стає потрібною. Вкрай протилежна ситуація - 1 байт кеш-пам'яті - теж не має практичного значення, тому що ймовірність того, що потрібна інформація виявиться в цьому байті, прямує до нуля.
У процесі роботи такої системи в буферну пам'ять копіюються ті ділянки ОП, до яких проводиться звернення з боку процесора. Виграш досягається за рахунок властивості локальності, з огляду на велику ймовірність звернення процесором до команд, які лежать в сусідніх осередках пам'яті.
Кеш-пам'ять, складається з m слів, зберігає копії не менше, ніж m-слів з усіх слів основної пам'яті. Якщо копія, до адресою якої був виконаний доступ ЦП, існує в кеш-пам'яті, то зчитування завершується вже при доступі
до кеш-пам'яті. Зазначимо, що використання кеш-пам'яті грунтується на принципах просторової і тимчасової локальності. У разі просторової локальності основна пам'ять розбивається на блоки з фіксованим числом слів і обмін даними між основною пам'яттю і кеш-пам'яттю виконується блоками. При доступі до деякою адресою центральний процесор повинен спочатку визначити чи містить кеш-пам'ять копію блоку з вказано...
