Иерархия памяти
Автор: Wladislav • Апрель 14, 2023 • Лабораторная работа • 1,508 Слов (7 Страниц) • 172 Просмотры
[pic 1][pic 2]
МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
ПОЛИТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (ФИЛИАЛ) ФЕДЕРАЛЬНОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО БЮДЖЕТНОГО
ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО УЧРЕЖДЕНИЯ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ
«ДОНСКОЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ» В Г. ТАГАНРОГЕ РОСТОВСКОЙ ОБЛАСТИ
ПИ (филиал) ДГТУ в г. Таганроге
Факультет « Высшее образование »
Кафедра «Технологический сервис и информационные технологии »
Отчет по лабораторной работе
Дисциплина (модуль) «Архитектура, устройство и функционирование вычислительных систем»
Направление подготовки/специальность:
09.03.01 Информатика и вычислительная техника
Направленность (профиль) Технический сервис и информационные технологии
Номер зачетной книжки 2165298 Номер варианта 98 ВО ИВТ-2221
Обучающийся В.Д. Толстов
подпись, дата И.О. Фамилия
Лабораторную работу проверил Д.К. Куликов
подпись, дата И.О. Фамилия
г. Таганрог
Цель: Пройти Модуль 2. Иерархия памяти
Часть 1
Прохождение и конспектирование лекционного материала по темам:
- Иерархия памяти
- Виртуальная память
- взаимодействия устройств
- Внешние накопители, физическая организация и диски
- RAID-архитектуры
1.
Регистры, расположены прямо в процессоре. • Кэш память для хранения часто используемых фрагментов памяти. • Основная оперативная память. • Дисковая память. • Память на магнитных лентах (стриммеры). • В старых ЭВМ активно использовались перфоленты и перфокарты.
Кэш-память содержит копии наиболее часто используемых участков основной памяти и строится на быстрой статической памяти. Кэшируются не отдельные слова, а линейки из последовательности байтов основной памяти (скажем, в архитектуре x86 длина линейки составляет 64 байта).
Кэш-память является своеобразной hash-таблицей, где hash образуется из адреса основной памяти отбрасыванием нескольких младших битов. • Линейка, на которую адрес попал, переносится в начало списка, а линейки, на которые долго не было попадания, выбрасываются из списка.
Статическая память на триггерах, быстрая, но дорогая. • Динамическая память на конденсаторах, медленнее, чем статическая, но и значительно дешевле. Поскольку идеальных диэлектриков не бывает, заряд с конденсатора постепенно стекает, поэтому нужно регулярно делать чтение и перезапись (refresh), что еще больше ее замедляет.
Latency – задержка. Если 20 лет назад память была медленнее процессора в 3 – 4 раза, то сегодня – в 15-20 раз • Cycle time – длительность такта. (Модуль 1, Урок «Цифровая логика»)
Bandwidth – пропускная способность, т.е. ширина шины доступа процессор-память.
2.
Virtualis (лат.) означает «возможный», объект, который не существует, но может возникнуть. • Страница – фрагмент оперативной памяти фиксированного размера (скажем, 2 Кб). • Математический адрес – пара (N, D), где N – номер страницы, D – смещение нужного адреса от начала страницы.
Таблица страниц – таблица, входом которой является номер страницы, а содержимым – адрес страницы в оперативной памяти, если она находится в этой памяти, или информация о ее месте на диске, если этой страницы нет в памяти.
Главный принцип виртуальной память – использование прямых физических адресов запрещено, только относительные математические. Математический адрес – пара: номер страницы и смещение внутри страницы. Физический адрес – настоящий адрес внутри оперативной памяти.
Перед каждым использованием математического адреса для обращения к памяти его нужно преобразовать в физический адрес. • По номеру страницы обращаемся к содержимому таблицы страниц.
...