- •Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №2Исследование конфликтов в работе конвейера Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №3 Исследование принципов мультиконвейерной обработки Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №4 Исследование конфликтовв мультиконвейерных системах Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №5 Изучение особенностей работысуперскалярных микропроцессоров Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №6 Исследование типовыхструктур кэш-памяти Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №7 Исследование типовыхструктур памяти многопроцессорных систем Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №8 Исследование конфликтовв работе многопроцессорной системы Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №9 Исследование локальной сетис линейной архитектурой Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №10 Исследование одноранговой локальной сетис помехами в канале Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №11 Исследование локальной сетисо звездообразной архитектурой Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №12 Исследование локальной сетис петлевой архитектурой Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
- •Лабораторная работа №13 Исследование вычислительной сетис маршрутизаторами Краткая теория
- •Описание лабораторной установки
- •Порядок выполнения лабораторной работы
- •Содержание отчета о выполненной работе
- •Контрольные вопросы
Порядок выполнения лабораторной работы
Подготовка к работе
1. Знакомство со всеми разделами руководства.
2. Получение у преподавателя задания на исследование архитектур КЭШ-памяти, алгоритмов замещения и обеспечения когерентности.
3. Исследование заданных архитектур КЭШ-памяти.
4. Оформление отчета.
Последовательность выполнения лабораторной работы
В лабораторной работе необходимо изучить особенности функционирования подсистемы «Оперативная память – КЭШ» при следующих значения параметров структуры и режима работы.
1. Задать одинаковые объемы оперативной и КЭШ-памяти (можно минимальных), постоянную длину и структуру моделируемой последовательности команд для трех типов архитектур. Длина и количество повторений цикла должны быть фиксированы (например, 4 и 8 соответственно). Получить значения характеристик для трех типов кэш:
a) С прямым отображением;
b) Полностью ассоциативной;
c) Множественно-ассоциативной (2 варианта числа каналов КЭШ).
2. При том же, что и в пункте 1, объеме оперативной памяти и увеличенном в 2 и 4 раза объеме КЭШ-памяти, постоянной длине и структуре моделируемой последовательности команд (включая циклы) получить значения характеристик для трех типов архитектур:
a) С прямым отображением;
b) Полностью ассоциативной;
c) Множественно-ассоциативной (2 варианта числа каналов КЭШ, как в пункте 1).
3. При тех же исходных данных, что и в пункте 1, изменить соотношение команд записи и чтения в моделируемой последовательности по заданию преподавателя. Выполнить 2 – 3 варианта такого сочетания.
4. При тех же исходных данных, что и в пункте 3, увеличить в 2 раза времена записи в память каждого типа, а затем - увеличить в 2 раза времена чтения из обоих типов памяти при первоначальных значениях времен записи.
5. При тех же исходных данных, что и в пункте 1, увеличить в 2, а затем – в 4 раза количество команд в цикле.
6. При тех же исходных данных, что и в пункте 1, увеличить в 2, а затем – в 4 раза количество повторений цикла.
7. При тех же исходных данных, что и в пункте 1, для полностью и множественно ассоциативной КЭШ-памяти устанавливать все возможные методы замещения строк.
Содержание отчета о выполненной работе
Отчет должен содержать следующее:
1. Название и цель работы.
2. Исходные данные.
3. Общую структуру исследованной в работе подсистемы «Оперативная память – КЭШ».
4. Семейство графиков зависимостей среднего времени выполнения команды и количества кэш-промахов от варьированных в работе параметров.
5. Выводы об эффективных режимах работы подсистемы «Оперативная память – КЭШ».
Контрольные вопросы
1. Какую структуру имеет память современных вычислительных систем?
2. Какие типы КЭШ-памяти Вы знаете?
3. Что такое КЭШ-промах?
4. Какие существуют способы записи информации в кэш?
5. Какие алгоритмы замещения строк в кэш Вы знаете?
6. Что такое когерентность КЭШ-памяти?
7. Как влияет на характеристики работы подсистемы объем КЭШ-памяти?
8. Как влияет на характеристики работы подсистемы количество каналов множественно ассоциативной КЭШ-памяти?
9. Как влияет на характеристики работы подсистемы время выполнения операций записи и чтения?
10. Как влияет на характеристики работы подсистемы процентный состав операций записи и чтения в выполняемой программе?
11. Какой из исследованных Вами типов КЭШ-памяти дает меньше кэш-промахов?
12. Какой из исследованных Вами типов КЭШ-памяти имеет лучшие характеристики?
13. Как влияет на характеристики работы подсистемы количество команд обработки массива в цикле?
14. Как влияет на характеристики работы подсистемы количество повторений цикла обработки массива?
15. Какой из исследованных Вами методов замещения имеет лучшие характеристики?