Эксперт

Сергей

Задать вопрос

Мы готовы помочь Вам.

Цель работы — изучение влияния параметров кэш-памяти и выбранного ал-
горитма замещения на эффективность работы системы. Эффективность
в данном случае оценивается числом кэш-попаданий по отношению к обще-
му числу обращений к памяти. Учитывая разницу в алгоритмах в режимах
сквозной и обратной записи, эффективность использования кэш-памяти вы-
числяется выражениям (9.2) и (9.3) соответственно для сквозной и обратной
записи.
Очевидно, эффективность работы системы с кэш-памятью будет зависеть не
только от параметров кэш-памяти и выбранного алгоритма замещения, но
и от класса решаемой задачи. Так, линейные программы должны хорошо ра-
ботать с алгоритмами замещения типа очередь, а программы с большим чис-
лом условных переходов, зависящих от случайных входных данных, могут
давать неплохие результаты с алгоритмами случайного замещения. Можно
предположить, что программы, имеющие большое число повторяющихся
участков (часто вызываемых подпрограмм и/или циклов) при прочих равных
условиях обеспечат более высокую эффективность применения кэш-памяти,
чем линейные программы. И, разумеется, на эффективность напрямую дол-
жен влиять размер кэш-памяти.
Для проверки высказанных выше предположений выполняется настоящая
лабораторная работа.

Задание
В данной лабораторной работе все варианты задания одинаковы: исследо-
вать эффективность работы кэш-памяти при выполнении двух разнотипных
программ, написанных и отлаженных вами при выполнении лабораторных
работ № 4 и 6.

Порядок выполнения работы
1. Загрузить в модель учебной ЭВМ отлаженную программу из лаборатор-
ной работы № 4.

2. В меню Работа установить режим Кэш-память.
3. В меню Вид выбрать команду Кэш-память, открыв тем самым окно Кэш-
память, в нем нажать первую слева кнопку на панели инструментов, от-
крыв диалоговое окно Параметры кэш-памяти, и установить следующие
параметры кэш-памяти: размер — 4, режим записи — сквозная, алгоритм
замещения — случайное, без учета бита записи (W).
4. Запустить программу в автоматическом режиме; по окончании работы
просмотреть результаты работы кэш-памяти в окне Кэш-память, вычис-
лить значение коэффициента эффективности K и записать в ячейку
табл. 10.16, помеченную звездочкой.
5. Выключить кэш-память модели (Работа | Кэш-память) и изменить один
из ее параметров — установить флаг с учетом бита записи (в окне Пара-
метры кэш-памяти).
6. Повторить п. 4, поместив значение полученного коэффициента эффек-
тивности в следующую справа ячейку табл. 10.16.
7. Последовательно меняя параметры кэш-памяти, повторить пп. 3—5, за-
полняя все ячейки табл. 10.16.
Совет
При очередном запуске программы не забывайте устанавливать процессор
модели в начальное состояние, нажимая кнопку R в окне Процессор!
8. Повторить все действия, описанные в пп. 1—7 для программы из лабора-
торной работы № 6, заполняя вторую таблицу по форме табл. 10.16.

Содержание отчета
1. Две таблицы по форме табл. 10.16 с результатами моделирования про-
грамм из лабораторных работ № 4 и 6 при разных режимах работы кэш-
памяти.
2. Выводы, объясняющие полученные результаты.

Контрольные вопросы
1. Как работает алгоритм замещения очередь при установленном флажке
С учетом бита записи в диалоговом окне Параметры кэш-памяти?
2. Какой алгоритм замещения будет наиболее эффективным в случае приме-
нения кэш-памяти большого объема (в кэш-память целиком помещается
программа)?
Часть III. Лабораторный 322 практикум и курсовое проектирование
3. Как скажется на эффективности алгоритмов замещения учет значения би-
та записи W при работе кэш-памяти в режиме обратной записи? Сквозной
записи?
4. Для каких целей в структуру ячейки кэш-памяти включен бит использова-
ния? Как устанавливается и сбрасывается этот бит?