2017-11-30
432
Получить у преподавателя номер варианта исходных данных.
В лабораторной работе необходимо изучить особенности функционирования подсистемы «Оперативная память – кэш» при следующих значения параметров структуры и режима работы.
Условные обозначения переменных:
Т СР - среднее время выполнения команд чтения и записи в кэш-памяти;
М – количество кэш-промахов;
К – число команд в программе;
EОП – объем ОП в строках;
EКэш – объем кэш-памяти в строках;
b - размер неделимого блока строк;
тип кэш-памяти – {ПА, ПО, МА}: ПА – полностью ассоциативная кэш-память, ПО – кэш с прямым отображением, МА – множественно-ассоциативная кэш-память;
m – число подмножеств в кэше (для множественно-ассоциативного кэша);
LC – длина тела цикла в программе;
NC – число повторений цикла;
CЧтЗп – процентное соотношение команд Чт/Зп;
tОПЗп – время обращения к ОП при записи;
tОПЧт – время обращения к ОП при чтении;
tКшЗп – время обращения к кэш-памяти при записи;
tКшЧт – время обращения к кэш-памяти при чтении;
По результатам экспериментов определить:
а) зависимость средней длительности Т СР выполнения команд чтения – записи от параметров кэш-памяти и выполняемой программы,
б) количество кэш-промахов М.
Задание 1. Определить зависимости Tср и М, где аргумент - тип кэш-памяти. Тип выбирается поочередно из набора {ПА, ПО, МА}.
Метод замещения строк - LRU.
Метод когерентности памяти: метод сквозной записи.
Параметры:
Объем ОП EОП и объем кэш-памяти EКэш выбираются по варианту из таблицы 9.2. Для каждого значения EОП выполнять последовательно эксперименты с двумя значениями EКэш.
Значения всех остальных параметров выбираются из таблицы 9.1 по номеру варианта.
Модель позволяет варьировать длину тела цикла и число его повторений в заданных пределах. Чтобы длина тела цикла была, например, равна 4 командам, необходимо задать ее от 4 до 4. Аналогично устанавливается и количество повторений цикла.
Задание 2. Определить зависимости Tср и М с теми же значениями параметров, что и в задании 1, изменив при этом метод когерентности на метод обратной записи.
Задание 3. Определить зависимости Tср и М, где аргумент - объем кэш-памяти EКэш. выбирается по варианту из таблицы 9.2.
Метод когерентности – метод сквозной записи.
Метод замещения строк - LRU.
Параметр: Объем ОП EОП выбирается по варианту из таблицы 9.2. Выполнить отдельно для каждого типа кэш-памяти.
Значения всех остальных параметров выбираются из таблицы 9.1 по номеру варианта.
Задание 4. Определить зависимости Tср и М, где аргумент CЧтЗп – соотношение команд записи и чтения выбирается по варианту из таблицы 9.2.
Метод когерентности: метод сквозной записи.
Метод замещения строк - LRU.
Параметр: Число команд К в последовательности выбирается по варианту из таблицы 9.2.
Выполнить отдельно для каждого типа памяти.
Значения всех остальных параметров выбираются из таблицы 9.1 по номеру варианта.
Задание 5. Определить зависимости Tср и М, где аргумент tОП,Зп – время обращения к ОП при записи выбирается по варианту из таблицы 9.2.
Метод когерентности: метод обратной записи.
Метод замещения строк - LRU.
Параметр: Объем ОП EОП выбирается по варианту из таблицы 9.2. Выполнить отдельно для каждого типа кэш-памяти.
Значения всех остальных параметров выбираются из таблицы 9.1 по номеру варианта.
Задание 6. Определить зависимости Tср и М, где аргумент m – число подмножеств в множественно-ассоциативном кэше выбирается по варианту из таблицы 9.2.
Метод когерентности: метод обратной записи.
Параметры:о бъем множественно-ассоциативной кэш-памяти EКэш выбирается по варианту из таблицы 9.2. Выполнить для методов замещения LRU и FIFO отдельно.
Значения всех остальных параметров выбираются из таблицы 9.1 по номеру варианта.
Задание 7. Определить зависимости Tср и М, где аргумент LC – длина тела цикла в программе по варианту из таблицы 9.2.
Метод когерентности: метод обратной записи.
Метод замещения строк - LRU.
Параметры: Число повторений цикла NC, объем ОП EОП и тип кэш-памяти выбирается по варианту из таблицы 9.2.
Значения всех остальных параметров выбираются из таблицы 9.1 по номеру варианта.
Таблица 9.1
Значения параметров по умолчанию для таблицы 9.2
| № вари-анта | К | EОП | EКэш | b | m | LC | NC | tОПЗп | tОПЧт | tКшЗп | tКшЧт | СЧтЗп % |
| 50/50 | ||||||||||||
| 40/60 | ||||||||||||
| 60/40 | ||||||||||||
| 50/50 | ||||||||||||
| 40/60 | ||||||||||||
| 60/40 | ||||||||||||
| 50/50 | ||||||||||||
| 40/60 | ||||||||||||
| 60/40 | ||||||||||||
| 50/50 | ||||||||||||
| 40/60 | ||||||||||||
| 60/40 |
Таблица 9.2
Значения параметров для заданий 1, 3 и 4
| № варианта | Задание 1 | Задание 3 | Задание 4 | ||||
| Аргумент: Тип памяти | Параметры | Аргумент EКэш | Параметр EОП | Аргумент CЧтЗп % | Параметр: число команд К | ||
| EОП | EКэш | ||||||
| ПА; ПО; МА | 256; 512; | 16; | 16; 32; | 256; 512; | 10/90; 30/70; 90/10 | 1000; 4000; | |
| ПА; ПО; МА | 256; 1024; | 128; | 16; 32; | 256; 512; | 20/80; 40/60; 80/20 | 2000; 5000; | |
| ПА; ПО; МА | 1024; 4096; | 128; | 16; 32; | 256; 512; | 25/75: 65/45; 75/25 | 1000; 4000; | |
| ПА; ПО; МА | 1024; 16384; | 256; 512; | 16; 32; | 256; 512; | 10/90; 50/50; 90/10 | 2000; 5000; | |
| ПА; ПО; МА | 2048; 8192; | 512; | 16; 32; | 256; 512; | 20/80; 60/40; 80/20 | 1000; 4000; | |
| ПА; ПО; МА | 256; 512; | 16; | 16; 32; | 256; 512; | 25/75: 45/65; 75/25 | 2000; 5000; | |
| ПА; ПО; МА | 256; 512; | 64; | 16; 32; | 256; 512; | 10/90; 70/30; 90/10 | 1000; 4000; | |
| ПА; ПО; МА | 256; 1024; | 64; | 16; 32; | 256; 512; | 20/80; 60/40; 80/20 | 2000; 5000; | |
| ПА; ПО; МА | 1024; 4096; | 512; | 16; 32; | 256; 512; | 25/75: 65/45; 75/25 | 1000; 4000; | |
| ПА; ПО; МА | 1024; 16384; | 256; | 16; 32; | 256; 512; | 10/90; 50/50; 90/10 | 2000; 5000; | |
| ПА; ПО; МА | 2048; 8192; | 512; | 16; 32; | 256; 512; | 20/80; 40/60; 80/20 | 1000; 4000; | |
| ПА; ПО; МА | 4096; 8192; | 64; | 16; 32; | 256; 512; | 25/75: 45/65; 75/25 | 2000; 5000; |
Продолжение таблицы 9.2
Значения параметров для заданий 5 – 6
| № варианта | Задание 5 | Задание 6 | ||
| Аргумент tОП,Зп | Параметр EОП | Аргумент m | Параметр EКэш | |
| 4; 6; 8 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | 16; 64 | |
| 4; 7; 10 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | 16; 64 | |
| 4; 6; 10 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | 16; 64 | |
| 4; 6; 9 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | 16; 64 | |
| 4; 6; 8 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | 16; 64 | |
| 4; 7; 10 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | 16; 64 | |
| 4; 6; 10 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | 16; 64 | |
| 4; 6; 9 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | ||
| 4; 6; 8 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | 16; 64 | |
| 4; 7; 10 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | 16; 64 | |
| 4; 6; 10 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | 16; 64 | |
| 4; 7; 10 | 256; 1024 | 2; 4; 8 | 16; 64 |
Продолжение таблицы 9.2
Значения параметров для задания 7
| № варианта | Задание 7 | ||||
| Аргумент: диапазон LC | Параметры | ||||
| b | Число повторений цикла NC | EОП | Тип памяти | ||
| 2– 5; 5 – 10; 20 - 30 | 10; 60 | ПА; ПО; МА | |||
| 4 – 16; 16 – 20; 35 - 40 | 10; 80 | ПА; ПО; МА | |||
| 10 – 20; 20- -40; 65 - 80 | 10; 100 | ПА; ПО; МА | |||
| 2 – 5; 5 – 10; 20 - 30 | 20; 60 | ПА; ПО; МА | |||
| 4 – 16; 16 – 20; 35 - 40 | 10; 60 | ПА; ПО; МА | |||
| 10 – 20; 20- -40; 65 - 80 | 10; 80 | ПА; ПО; МА | |||
| 2 – 5; 5 – 10; 20 - 30 | 10; 100 | ПА; ПО; МА | |||
| 4 – 16; 16 – 20; 35 - 40 | 20; 60 | ПА; ПО; МА | |||
| 10 – 20; 20- -40; 65 - 80 | 10; 60 | ПА; ПО; МА | |||
| 2 – 5; 5 – 10; 20 - 30 | 10; 80 | ПА; ПО; МА | |||
| 4 – 16; 16 – 20; 35 - 40 | 10; 100 | ПА; ПО; МА | |||
| 10 – 20; 20- -40; 65 - 80 | 20; 60 | ПА; ПО; МА |
