Методическая разработка открытого урока по учебной дисциплине ОП.08. Архитектура электронно-вычислительных машин и вычислительные системы

Тест  «Вспомнить все»

Номер  вопроса Вопрос  Шифр  ответа  Ответ  1 Совокупность  взаимосвязанных  и  взаимодействую щих процессоров  или ЭВМ ­ это  А Б В Г вычислительные  системы вычислительные  машины многопроцессорные  ВС универсальные ВС

Номер вопроса Вопрос  Шифр  ответа  Ответ  2 По типу  построения  вычислительн ые системы  разделяются  на: А Б В Г универсальные многомашинные специализированные многопроцессорные

Номер  вопроса Вопрос  Шифр  ответа  Ответ  3 При  непосредственном  взаимодействии  процессоров друг  с другом  информаци­онная  связь реализуется  через? А Б В Г Регистры процессорной  памяти счетчик комбинационный  сумматор шифратор

Номер вопроса Вопрос  Шифр  ответа  Ответ  4 По методам  управления  элементами  ВС различают? А Б В Г централизованные однородные  децентрализованные неоднородные

Номер вопроса Вопрос  Шифр  ответа  Ответ  5 Какие  основные  цели  преследует  создание ВС? А Б В Г повышение цены повышение качества  работы повышение  производительности,  надежности повышение  параллельных  вычислений

Задание 6 Термин 1. Многопроцессорные системы  (МПС)  2. Многомашинные  вычислительные системы  (ММС) 3. Универсальные  вычислительные системы 4. Специализированные  вычислительные системы Понятие  А. системы ориентированные на  решение узкого класса задач В. содержит некоторое число  компьютеров,  информационно взаимодействующих  между собой Б. содержат несколько процессоров,  информационно взаи­модействующих  между собой либо на уровне регистров  процессорной памяти, либо на уровне  ОП Г. системы ориентированные на  широкий спектр задач

Задание 7  Классификация  1. По назначению ВС  делятся на: 2. По типу построения ВС  делятся на: 3. По типу ЭВМ или  процессоров ВС делятся  на: 4. По методам управления  элементами ВС делятся на:  Понятие  А. многомашинные, многопроцессорные Б. централизованные,  децентрализованные, со смешанным  управлением В. однородные, неоднородные Г. универсальные, специализированные

Задание 8 Термин 1. Территориально­ сосредоточенные системы 2. Распределенные системы 3. Структурно­ одноуровневые системы 4. Многоуровневые  (иерархические) системы Понятие  А. это когда  имеется лишь один  общий уровень обработки данных; В. это когда в иерархических ВС маши­ ны или процессоры распределены по  разным уровням обработки информации Б. это когда  компоненты могут  располагаться на значительном расстоя­ нии, например, вычислительные сети; Г. это когда все компоненты  располагаются в непо­средственной  близости друг от друга

Ответы тестов 1 2 3 4 5 6 7 8 Г 1 Г 1 Б 1 2 В 2 А 2 Б Г 3 В 3 А 4 А 4 Б 4 В * * * * 3 А * Б В Г * *

Кэш­память на жестком диске Кэш­память  выступает в роли буфера для хранения промежуточных данных, которые  уже считаны с жесткого диска, но еще не были переданы для дальнейшей обработки, а  также для хранения данных, к которым система обращается довольно часто.

Кэш­память: • имеет небольшой объем; • размещается непосредственно на процессорном  кристалле; • скорость работы гораздо выше, чем у динамической  памяти (модули ОЗУ), но ниже, чем работают  регистры общего назначения (РОН) центрального  процессора. • Основное достоинство  быстродействие.  • Основной недостаток  большой физический объем,  занимаемый памятью и высокое энергопотребление.

Система кэш­памяти кэш первого уровня  (L1) память на кристалле кэш второго уровня  память на материнской  (L2) плате AMD на процессоре K6­III (L1 = 64 Kb, L2 = 256 Kb).

Кэш­архитектуры инклюзивная  эксклюзивная

Кэш­память с прямым отображением •  Объем ОЗУ делится на сегменты (страницы), по объему  равные объему всего кэша (например, при объеме кэша  64 Кб и ОЗУ разбивается на страницы по 64 Кб). •При  взаимодействии  кэша  с  ОЗУ,  одна  страница  ОЗУ  размещается  в  кэш­памяти,  начиная  с  нулевого  адреса  (т.е.,  с  самого  начала  кэша).  При  повторной  операции  взаимодействия,  следующая  страница  накладывается  поверх  существующей  ­  т.е.,  фактически  прежние  данные заменяются на текущие.

Кэш­память с прямым отображением • Достоинства: простая организация  массива, минимальное время поиска. • Недостатки: неэффективное  использование всего объема кэш­памяти.

Наборно­ассоциативная кэш­память • Весь объем кэша делится на несколько равных сегментов, кратных двойке  в целой степени (2, 4, 8). Например, кэш 64 Кб может быть разделен на: 2 сегмента по 32 Кб каждый;  4 сегмента по 16 Кб каждый;  8 сегментов по 8 Кб каждый.  • При  такой  организации,  ОЗУ  делится  на  страницы,  равные  по  объему  одному  сегменту  кэша  (одному  кэш­банку).  Страница  ОЗУ  пишется  в  первый кэш­банк; следующая страница ­ во второй кэш­банк и т.д., пока  все кэш­банки не будут заполнены. Дальнейшая запись информации идет в  тот  кэш­банк,  который  не  использовался  дольше  всего  (содержит  самую  "старую" информацию).

Наборно­ассоциативная кэш­память • Достоинства: повышается эффективность использования  всего объема кэша ­ чем больше кэш­банков, тем выше  эффективность. • Недостатки: более сложная схема управления работой  кэша; дополнительное время на анализ информации.

Ассоциативная кэш­память • Объем кэш­банка становится равным одной строке  кэш­памяти.  При  этом  любая  строка  ОЗУ  может  быть сохранена в любом месте кэш­памяти. • Запоминающий  кэш­массив  состоит  из  строк  равной длины. Емкость такой строки равна размеру  пакета, считываемого из ОЗУ за 1 цикл (например,  Pentium 3 ­ 32 байта; Pentium 4 ­ 64 байта). Строка  загружается в кэш и извлекается только целиком.

Ассоциативная кэш­память • Достоинства: максимальная эффективность  использования пространства кэш­памяти. • Недостатки: наибольшие затраты времени  на поиск информации.

Давайте обобщим пройденный на  сегодняшнем занятии материал 1. Что такое кэш­память? 2. Что значит кэш­микропроцессора? 3. Как происходит доступ к данным в кэше? 4. Какую память использует кэш? 5. Что представляет собой кэш­память? 6. Когда достигается повышение быстродействие вычислительной системы? 7. Как выбрать емкость кэш­памяти? 8. От чего зависит реальная эффективности использования кэш­памяти? 9. В чем заключается сущность отображения блока основной памяти на кэш­память? 10. Что управляет кэш­памятью? 11. Какую функцию выполняет кэш­память процессора? 12. Назовите достоинства и недостатки кэш­памяти? 13. Что означает кэш­память с прямым отображением? 14. Какие достоинства и недостатки имеет кэш­память с прямым отображением? 15. Что значит наборно­ассоциативная кэш­память? 16. Назовите достоинства и недостатки наборно­ассоциативной кэш­памяти?