Два подхода к решению проблемы согласования данных

Сквозная запись (write through). При каждом запросе к медленной памяти, в том числе и при записи, просматривается кэш. Если данные по запрашиваемому адресу отсутствуют, то запись выполняется только в медленную память. Если же данные, к которым выполняется обращение, находятся в кэше, то запись выполняется одновременно в кэш и основную память.

Обратная запись (write back). При возникновении запроса к памяти выполняется просмотр кэша, и если запрашиваемых данных там нет, то запись выполняется только в медленную память. В противном же случае запись производится только в кэш-память, при этом в описателе данных делается специальная отметка (признак модификации), которая указывает на то, что при вытеснении этих данных из кэша (так называемом «сбросе кэша») необходимо переписать их в медленную память, чтобы актуализировать устаревшее содержимое этой медленной памяти.

11

Алгоритм работы кэш-памяти

1.Выполнить запрос к медленной памяти.

2.Выполнить просмотр кэша.

3.Произошло кэш-попадание. Если да, то перейти к шагу 4, если нет, то - к шагу 8.

4.Определить какая операция. Если «чтение», то перейти к шагу 5, если «запись» - к шагу 7.

5.Считать данные из кэша.

6.Передать данные источнику запроса. Закончить алгоритм.

7.Определить режим согласования. Если «сквозная запись», то произвести запись в основную память и в кэш, иначе (т.е. режим «обратной записи») – произвести запись в кэш и установить признак модификации. Закончить алгоритм.

12

Алгоритм работы кэш-памяти (продолжение – «кэш-промах»)

8.Определить, какая операция: если «запись», то произвести запись в основную память и закончить алгоритм; если «чтение», перейти к шагу 9.

9.Произвести чтение из основной памяти.

10.Определить, есть ли свободное пространство в кэше. Если да, то перейти к шагу 13, иначе – к шагу 11.

11.Осуществить выбор данных на выгрузку и объявить соответствующий элемент кэша свободным.

12.Определить, были ли выгружаемые данные модифицированы. Если да, то копировать выгружаемые данные в основную память.

13.Копировать данные, считанные из основной памяти в кэш.

14.Передать данные источнику запроса. Закончить алгоритм.

13

Двухуровневая кэш-память

Запрос

Кэш 1

Кэш 2

ОП

14

Двухуровневая кэш-память (алгоритм работы)

Запрос на чтение

Поиск в кэше 1

15

Дисковая подсистема

16

2 принципа, на которых основана работы дисковой подсистемы

магнитной технологии записи быстром вращении самого диска (3600, 7200 об./мин)

17

Дисковая подсистема (дорожки и секторы диска)

Дорожки

Секторы

18

Определения

Окружность на магнитной пластине, которую описывает головка при вращении пластин, называется дорожкой.

Совокупность таких дорожек, расположенных одна под другой (определяемая каждым фиксированным положением головок), называется цилиндром.

Поэтому диски часто характеризуются совокупностью трех цифр: числом цилиндров/числом дорожек в цилиндре/числом секторов на дорожке или C/H/S (от первых букв соответствующих английских терминов: Cylinder/Head/Sector, т. е. цилиндр/головка/сектор). Эти три цифры называют «геометрией диска».

19

Расчет объема («сырой емкости») диска

Диск с геометрией C/H/S имеет объем

C*H*S*512 байт.

20