Что-то про промах кэш было (дано определение, написать, что это)

Если в кэше не найдено записей, содержащих затребованный элемент данных, то он читается из основной памяти в кэш, и становятся доступным для последующих обращений. Такой случай называется промахом кэша. Процент обращений к кэшу, когда в нём найден результат, называется уровнем попаданий или коэффициентом попаданий в кэш.

При промахе может быть принято решение отбросить некоторую запись для освобождения пространства. Для выбора отбрасываемой записи используются разные алгоритмы вытеснения:

- LRU (Least Recently Used) — вытесняется буфер, неиспользованный дольше всех;

- MRU (Most Recently Used) — вытесняется последний использованный буфер;

- LFU (Least Frequently Used) — вытесняется буфер, использованный реже всех;

- ARC (Adaptive Replacement Cache) — алгоритм вытеснения, комбинирующий LRU и LFU, запатентованный IBM.

 

4. для чего нужны циклы RAID (ПОВТОРИТЬ!!!)

RAID (англ. redundant array of independent/inexpensive disks — избыточный массив независимых/недорогих жёстких дисков) - массив из нескольких дисков, управляемых контроллером, взаимосвязанных скоростными каналами и воспринимаемых внешней системой как единое целое, служит для повышения надёжности хранения данных и/или для повышения скорости чтения/записи информации.

Перечислить все виды многопроц. сист. (5 шт)

SMP MPP PVP NUMA Кластеры

6. какие вычислительные системы отностятся к архитектуре фон Неймана по классифик. Флина –

SISD,

SMP - MIMD

7. к какому типу гранулярности относится микроуровневый параллелелизм –

мелкозернистый

8. там будет кусочек кода move....add... там про

взаимозависимость по данным

Источники прерывания

К наиболее распространенным классам прерываний относят следующие:

• Программные прерывания. Генерируются в некоторых исключительных ситуациях, которые возникают при выполнении команд — при арифметическом переполнении, делении на нуль, попытке выполнения команды с несуществующим кодом операции, обращении по адресу, выходящему за пределы физического адресного пространства компьютера.

• Прерывания таймера. Генерируются таймером, который организационно входит в состав процессора. Эти прерывания используются операционной системой для выполнения некоторых регулярных операций.

• Прерывания ввода-вывода. Генерируются модулями ввода-вывода, чтобы сигнализировать ЦП о том, что текущая операция ввода-вывода завершена или возникла какая-либо ошибка в процессе ее выполнения.

• Аварийные прерывания. Генерируются специальными средствами контроля работоспособности аппаратуры при обнаружении сбоев, в частности пропадания питания или ошибки контроля памяти по четности

10. характеристики микросхемы памяти –

Микросхемы памяти имеют четыре основные характеристики – тип, объем, структуру и время доступа.

11. Характеристика ЦП (8-10 пунтков)

a. разрядность;

b. рабочая тактовая частота;

c. размер кэш-памяти;

d. состав инструкций;

e. микроархитектура;

f. конструктив;

g. рабочее напряжение

h. Энергопотребление

i. Разрядность шины данных микропроцессора определяет количество разрядов, над которыми одновременно могут выполняться операции; разрядность шины адреса МП определяет его адресное пространство.

j. Адресное пространство — это максимальное количество ячеек основной памяти, которое может быть непосредственно адресовано микропроцессором.

Из чего состоит шина

совокупность электрических связей и обслуживающих электронных приборов (обрамления),

Закон Амдала, что-то чем-то ограничивается.

S=1/(f+(1-f)/p) S-ускорение при распараллеливании f-доля последовательн операций (1-f – распараллеливаемая доля) p – кол-во процессоров

Виды обращений к памяти

a. Последовательный доступ

b. Прямой доступ

c. Произвольный доступ

d. Ассоциативный доступ

Триггеры

Триггер – электронная схема, обладающая двумя устойчивыми состояниями. Переход из одного устойчивого состояния в другое происходит скачкообразно под воздействием управляющих сигналов. При этом также скачкообразно изменяется уровень напряжения на выходе триггера.

Виды парралелизма

Параллелизм на уровне команд и аппаратный параллелизм. Существует различие между двумя связанными понятиями — параллелизмом на уровне команд и аппаратным параллелизмом. Параллелизм на уровне команд существует тогда, когда команды в последовательности независимы и могут выполняться параллельно, с перекрытием.

В качестве примера параллелизма на уровне команд рассмотрим следующие два фрагмента машинных программ:

Load r1<-r2 Add r3<-r3, “1”

Add r3<-r3, “1” Add r4<-r3, r2

Add r4<-r3, r2 Store r4, r0

В левом фрагменте все три команды независимы, и теоретически их можно выполнять параллельно. Совсем по-другому обстоит дело в правом фрагменте. Здесь в каждой последующей команде используется результат выполнения предыдущей. Поэтому данные команды придется выполнять последовательно одну за другой.

Степень параллелизма на уровне команд в программе определяется тем, как часто в ней встречаются фрагменты, в которых присутствует взаимозависимость команд по данным и процедурная зависимость. Эти факторы, в свою очередь, зависят как от архитектуры набора команд, так и от специфики приложения. Степень параллелизма на уровне команд также определяется фактором, который называется операционной латентностью — временем, до истечения которого результат операции недоступен для использования в качестве операнда в последующих командах. Операционная латентность определяет задержку, которую вносят взаимозависимость по данным и процедурная зависимость в процесс выполнения последовательности команд.

Аппаратный параллелизм — это мера способности процессора извлечь преимущества из параллелизма на уровне команд. Аппаратный параллелизм определяется количеством команд, которые процессор может извлечь и выполнить одновременно (количеством параллельных конвейеров), а также быстродействием и функциональными возможностями механизма выявления независимых команд.

Оба показателя — и степень параллелизма на уровне команд, и степень аппаратного параллелизма — являются важнейшими факторами повышения производительности компьютера при выполнении приложений определенного класса. Например, степень параллелизма на уровне команд в определенной программе может оказаться недостаточной, чтобы использовать потенциальную степень аппаратного параллелизма данного процессора. Применение команд фиксированной длины, которое характерно для RISC-процессоров, потенциально способствует повышению степени параллелизма на уровне команд. Но, тем не менее, если процессор не обеспечивает определенную степень аппаратного параллелизма, то производительность его будет ограничена, независимо от качества выполняемой программы.

Параллелизм на уровне процессоров. Скорость работы процессоров постоянно повышается, но у них возникают проблемы с быстротой передачи информации, т.к. скорость распространения электромагнитных волн в медных проводах и света в оптоволоконных кабелях ограничена и составляет 20 см/нс. Кроме того, чем быстрее работает процессор, тем сильнее он нагревается, и нужно предохранять его от перегрева.

Параллелизм на уровне команд помогает в некоторой степени, но конвейеры и суперскалярная архитектура обычно увеличивают скорость работы в 5-10 раз. Чтобы увеличить производительность в 50, 100 и более раз, нужно разрабатывать компьютеры с несколькими процессорами.

Виды SMP

Многопроцессорные системы (SMP-системы) можно подразделить на системы с общей или разделяемой во времени магистралью, системы с многопортовой памятью и системы с центральным устройством управления.

Что такое ВС?

это совокупность одного или нескольких компьютеров или процессоров, программного обеспечения и периферийного оборудования, организованная для совместного выполнения информационно-вычислительных процессов