- •Билет №2 Типы и характеристики запоминающих устройств. Организация основной памяти компьютера. Понятие адресного пространства. Прямой доступ к основной памяти.
- •Билет №3 Многоуровневая организация памяти. Модели ассоциативной кэш-памяти. Размещение, поиск и замещение блоков. Стратегии записи. Многоуровневая кэш-память.
- •1. Где может размещаться блок в кэш-памяти?
- •2. Как найти блок, находящийся в кэш-памяти?
- •3. Какой блок кэш-памяти должен быть замещен при промахе?
- •4. Что происходит во время записи?
- •Билет №5 Представление данных в эвм. Машинная арифметика. Погрешность представления чисел с плавающей точкой и ее влияние на точность вычислений.
- •Билет №8 Прерывания и программы обработки прерываний. Классификация прерываний. Зарезервированные вектора прерываний режима реального адреса микропроцессоров Intel x86. Последовательность прерывания.
- •Билет №9 Обработка внешних аппаратных прерываний. Назначение и работа контроллера прерываний. Последовательность аппаратного прерывания.
- •Билет №10 Работа микропроцессоров Intel x86 в защищенном режиме. Общая схема формирования исполнительного адреса. Кольца защиты. Организация дескрипторных таблиц. Типы дескрипторов.
- •Билет №12 Задача управления ресурсами эвм. Операционные системы и их классификация. Иерархия подсистем. Системные вызовы. Примеры реализации системных функций.
- •Билет №13 Понятие процесса. Диаграммы состояний процесса. Параллельное выполнение программ в различных операционных средах. Многопоточные операционные системы. Д иаграмма сстояния процессора:
- •Взаимодействие процессов. Асинхронно выполняющиеся процессы. Проблема критической секции и семафорные примитивы. Проблема тупика и методы ее решения. Алгоритм банкира.
- •Линейное упорядочение ресурсов
- •Иерархическое упорядочение ресурсов
- •Алгоритм банкира
- •6 Списки
- •Билет №19 Реализация множества на базе вектора. Последовательный и двоичный поиск. Битовая реализация множества. Оценка сложности алгоритмов. Хеширование. Методы разрешения коллизий.
- •8. Множества
- •Билет №20 Алгоритмы сортировки. Априорная оценка сложности алгоритма. Сравнение эффективности различных алгоритмов сортировки. Особенности реализации.
Билет №3 Многоуровневая организация памяти. Модели ассоциативной кэш-памяти. Размещение, поиск и замещение блоков. Стратегии записи. Многоуровневая кэш-память.
1) Для достижения оптимального соотношения между стоимостью и производительностью в современных системах память организуют по иерархическому принципу. В основе многоуровневой организации памяти лежит принцип локальности обращений, в соответствии с которым программный код организуется так, что в каждый момент времени вероятность обращений к некоторому ограниченному подмножеству команд или данных оказывается существенно выше, чем вероятность доступа к другой части адресного пространства.
Часть памяти, имеющая небольшой размер и высокую скорость доступа, помещается непосредственно на процессоре. Эта часть памяти называется кэш-памятью (размещается на кристалле самого процессора и имеет существенно ограниченный размер). Она также может иметь многоуровневую организацию, при этом первый уровень имеет наименьший объем и наибольшую скорость, второй – медленнее, но объем больше и т.д.
Уровни иерархии связаны между собой так, что все данные, размещённые на каком-либо уровне, могут быть также найдены на более низком уровне и т.д. пока не будет достигнуто основание иерархии. Всякий уровень с меньшим порядковым номером мы будем считать более высоким по отношению к любому уровню, имеющему больший номер.(кэш-память-1 уровень, внешняя кэш-память – 2, основная – 3, внешние накопители на магнитных дисках – 4).
Минимальная единица информации, которая может быть загружена из основной в кэш-память, называется блоком. Размер блока может быть либо фиксированным, либо переменным. Если этот размер зафиксирован, то объём памяти является кратным размеру блока.
Успешное или неуспешное обращение к более высокому уровню называется соответственно попаданием (hit) или промахом (miss). Попадание – есть обращение к объекту в памяти, который найден на более высоком уровне, в то время, как промах означает, что он не найден на этом уровне. Доля попаданий или коэффициент попаданий есть доля обращений, найденных на более высоком уровне. Доля промахов есть доля обращений, которые не найдены на более высоком уровне.
Принципы размещения блоков в кэш-памяти определяют тип её организации и устанавливают соответствие между памятью двух соседних уровней.
Ассоциативная кэш-память: если некоторый блок основной памяти может располагаться на любом месте кэш-памяти.
Рассмотрим организацию кэш-памяти более детально, отвечая на четыре вопроса об иерархии памяти.
1. Где может размещаться блок в кэш-памяти?
Принципы размещения блоков в кэш-памяти определяют три основных типа их организации:
Если каждый блок основной памяти имеет только одно фиксированное место, на котором он может появиться в кэш-памяти, то такая кэш-память называется кэшем с прямым отображением (direct mapped). Это наиболее простая организация кэш-памяти, при которой для отображения адресов блоков основной памяти на адреса кэш-памяти просто используются младшие разряды адреса блока.
Если некоторый блок основной памяти может располагаться на любом месте кэш-памяти, то кэш называется полностью ассоциативным (fully associative).
Если некоторый блок основной памяти может располагаться на ограниченном множестве мест в кэш-памяти, то кэш называется множественно-ассоциативным (set associative). Обычно множество представляет собой группу из двух или большего числа блоков в кэше. Если множество состоит из n блоков, то такое размещение называется множественно-ассоциативным с n каналами (n-way set associative)