Кэш память. Уровни, способы организации, схемы работы с ядрами

АНО ВО «ГУМАНИТАРНЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

ФАКУЛЬТЕТ КОМПЬЮТЕРНЫХ ТЕХНОЛОГИЙ.

                                                                                                        [pic 1]

                                                                        Оценка

                                                                                                        [pic 2]

                                                                                                           Дата защиты

РЕФЕРАТ

Заочная форма обучения.

По дисциплине

«Информатика и программирование»

На тему

«Кэш память. Уровни, способы организации, схемы работы с ядрами.»

Направление 09.03.03 «Прикладная информатика»

Выполнила:

Студентка 120 группы.

Факультет компьютерных технологий

Ладейщикова Алёна Сергеевна.

Научный руководитель:

Миронов Станислав Евгеньевич.

г. Екатеринбург

2021 г.

Содержание

Введение.        3

Уровни кэш-памяти процессора        4

Взаимодействие кэш-памяти с ОЗУ        5

Кэш-память с прямым отображением.        5

Инклюзивная кэш-память        7

Как влияет размер кэша на производительность процессора?        8

Зачем увеличивать кэш ?        9

Принцип работы кэша процессора        11

Внутренний кэш        12

Смешанная и разделенная кэш-память.        13

Статическая и динамическая память        14

Иерархическая модель кэш-памяти        14

Ассоциативность кэш-памяти        15

Многоуровневая организация кэша        16

Характеристики и структурная схема Микропроцессор «Эльбрус-8C»        17

Подсистемы памяти и ввода-вывода        21

Когерентность        23

Выводы        25

Список литературы.        26

Введение.

Кэш-пaмять — это высокоcкоростная пaмять прoизвольного доступа, используемая процессором компьютера для временного хранения информации. Она увеличивает производительность, поскольку хранит наиболее часто используемые данные и команды «ближе» к процессору, откуда их можно быстро получить.

Кэш-память напрямую влияет на скорость вычислений и помогает процессору работать с более равномерной зaгрузкой..

Компьютеры хранят данные в аналогичной иерархии. Когда приложение начинает работать, данные и команды переносятся с медленного жесткого диска в оперативную память произвольного доступа (Dynamic Random Access Memory — DRAM), оттуда процессор может быстро их получить. Оперативная память выполняет роль кэша для жесткого диска.

Для достаточно быстрых компьютеров (например, на основеintel-80386 с тактовой частотой более 25 мгц или intel-80486) необходимо обеспечить быстрый доступ к оперативной памяти, иначе микропроцессор будет простаивать и быстродействие компьютера значительно уменьшится. Для этого такие компьютеры могут оснащаться кэш-памятью, т.е. "сверхоперативной" памятью относительно небольшого объема (обычно от 64 до 256 кбайт), в которой хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти. Кэш-память располагается "между" микропроцессором и оперативной памятью, и при обращении микропроцессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к обычной памяти, а в большинстве случаев нужные микропроцессору данные содержаться в кэш-памяти, среднее время доступа к памяти уменьшается.