Вычислительная техника и программирование/Занятие 10

Материал из Викиверситета
Перейти к навигации Перейти к поиску

Моделирование работы кэш-памяти[править]

Цель данного занятия - проверить работу различных алгоритмов замещения при различных режимах записи.

Задание[править]

Рассматривается короткая "программа", которую необходимо выполнить с подключенной кэш-памятью. Размер кэш-памяти 4 и 8 ячеек. Задание выполняется в пошаговом режиме для двух вариантов алгоритмов замещения.

Таблица 1[править]
Пояснения к вариантам заданий
Номера вариантов Режим записи Алгоритм замещения
1,7,11 Сквозная СЗ, без учета бита записи
Обратная О, с учетом бита записи
2,5,9 Сквозная БИ, без учета бита записи
Обратная О, с учетом бита записи
3,6,12 Сквозная О, без учета бита записи
Обратная СЗ, с учетом бита записи
4,8,10 Сквозная БИ, без учета бита записи
Обратная БИ, с учетом бита записи
Таблица 2[править]
Варианты заданий
Номера команд программы
Варианты ___ 1 ___ ___ 2 ___ ___ 3 ___ ___ 4 ___ ___ 5 ___ ___ 6 ___ ___ 7 ___
Вариант 1 RD #12 WR 10 WR @10 ADD 12 WR R0 SUB 10 PUSH R0
Вариант 2 RD #65 WR R2 MOV R4,R2 WR 14 PUSH R2 POP R3 CALL 002
Вариант 3 RD #16 SUB #5 WR 9 WR @9 WR r3 PUSH R3 POP R4
Вариант 4 RD #99 WR R6 MOV R7,R6 ADD R7 PUSH R7 CALL 006 POP R8
Вариант 5 RD #11 WR R2 WR -@R2 PUSH R2 CALL 005 POP R3 RET
Вариант 6 RD #19 SUB #10 WR9 ADD #3 WR @9 CALL 006 POP R4
Вариант 7 RD #6 CALL 006 WR 11 WR R2 PUSH R2 RET JMP 002
Вариант 8 RD #8 WR R2 WR @R2+ PUSH R2 POP R3 WR -@R3 CALL 003
Вариант 9 RD #13 WR 14 WR @14 WR@13 ADD 13 CALL 006 RET
Вариант 10 RD #42 SUB #54 WR 16 WR @16 WR R1 ADD @R1+ PUSH R1
Вариант 11 RD #10 WR R5 ADD R5 WR R6 CALL 005 PUSH R6 RET
Вариант 12 JMP 006 RD #76 WR 14 WR R2 PUSH R2 RET CALL 001
Пример[править]

Запустите модель ЭВМ

При этом на экране должно появится пять окон:

  • Основное окно
  • Окно обозревателя процессора
  • Окно обозревателя памяти
  • Окно обозревателя Текста программы
  • Окно обозревателя программы


Введите текст программы в окно обозревателя Текста программы

Текст программы

RD #15 WR 13 WR @11 ADD 12 WR R3 SUB 13 PUSH R3

Обозреватель текста программы

Обозреватель текста программы1.jpg


Проведите компиляцию программы

Компиляция программы

Компиляция программы.JPG


Откройте окно обозревателя кэш-памяти

Окно обозревателя кэш-памяти вызывается из меню Вид - > Кэш-память

Обозреватель кэш-памяти.jpg

Диалоговое окно для выбора параметров кэш-памяти

Окно параметров кэш-памяти.jpg


Включение режима работы кэш-памяти Работа - > Кэш-память

Режим работы кэш-память.png

Порядок выполнения работы[править]
  1. Ввести в модель учебной ЭВМ текст своего варианта программного кода, компилировать его и сохранить на диске в виде txt-файла.
  2. Установить параметры кэш-памяти размером 4 ячейки, выбрать режим записи и алгоритм замещения в соответствии с первой строкой своего варианта.
  3. В шаговом режиме выполнить программу, фиксируя после каждого шага состояние кэш-памяти.
  4. Для кэш-памяти размером 8 ячеек установить параметры в соответствии со второй строкой своего варианта и выполнить программу в шаговом режиме еще раз, фиксируя последовательность номеров замещающих ячеек кэш-памяти.
Содержание отчета[править]
  1. Вариант задания - текст программы и режимы кэш-памяти
  2. Последовательность состояний кэш-памяти размером 4 ячейки при однократном выполнении программы (команды 1-7)
  3. Для варианта кэш-памяти 8 ячеек - последовательность номеров замещаемых ячеек кэш-памяти для второго варианта параметров кэш-памяти при двухкратном выполнении программы.
Контрольные вопросы[править]
  1. В чем смысл включения кэш-памяти в состав ЭВМ.
  2. Как работает кэш-память в режиме обратной записи? Сквозной записи?
  3. Как зависит эффективность работы ЭВМ от размера кэш-памяти.
Дополнительные задания[править]
  1. Для одной из команд записи (WR) перейти в режим Такт и отметить, в каких микрокомандах происходит изменение кэш-памяти.

См. также[править]

Дополнительный материал