Лекция «Кэширование данных»




НазваниеЛекция «Кэширование данных»
Дата публикации18.04.2013
Размер31.5 Kb.
ТипЛекция
odtdocs.ru > Информатика > Лекция

Системное программное обеспечение


Лекция 7. «Кэширование данных»

За объем и стоимость мы платим скоростью доступа.

Иерархия запоминающих устройств (время доступа убывает, стоимость хранения 1 бита возрастает, объем убывает):

  1. Внешняя память — самое емкое медленное дешевое устройство

  2. ОЗУ (DRAM — 10-20 нс, десятки Мб)

  3. Быстродействующая память (SRAM — 5-8 нс, 10-100 Кб)

  4. Регистр процессора (2-3 нс — десятки байт)

Кэширование — стандартный механизм согласования быстродействия запоминающих устройств. Дополнительный вопрос — нарисовать картинку (кэш, ОЗУ, источник запросов).

Кэш-память (Кэш, cache) — способ совместного функционирования двух типов запоминающих устройств, отличающихся временем доступа и стоимостью хранения.

Свойство кэша: прозрачность для программ и пользователя (неизвестно с какой памятью работаем).

Кэширование — универсальный метод, пригодный для ускорения доступа к диску, ОЗУ и другим видов ЗУ.

Примеры использования кэша:

  1. Кэш — буфер оперативной памяти (для согласования операций ввода/вывода:принтер, диск и т.д.)

  2. Виртуальная память (кэш — ОЗУ: используется для согласования работы с диском)

  3. и т. д.

Принцип действия (предположение, что будет обращение к том уже блоку, что на предыдущем шаге):

Среднее время доступа действительно среднее (t1+t2/2), если к разным типам памяти обращение равномерно (пополам).

Сложнее: , где
t
1 — время доступа к основной памяти

t2 — время доступа к кэш-памяти
t
1 < t2

p — вероятность кэш попадания.

^ Уверенность в правомерности использования кэша

основана на объективных свойствах данных (кэш память не работает при отсутствии этих свойств):

  • временная (ударение на а) локальность (если к адресу обратились, то с большой вероятностью мы обратимся к нему через некоторое время)

  • пространственная локальность (если обратились к адресу, то с большой вероятностью произойдет обращение к соседним адресам)

^ Проблема согласования данных

Одни и те же данные одновременно находятся в двух памятях с разными адресами — их надо поддерживать в актуальном состоянии.

Подходы к разрешению согласования:

  1. сквозная запись (при каждом запросе на запись к основной памяти просматривается кэш)
    - данные есть (запись и в кэш, и в основную память)
    - данных нет (запись в основную память)


  2. обратная запись (запрос данных — просмотр кэша)
    - данных нет (запись в основную память)
    - данные есть (запись в кэш)
    Согласование не нужно до тех пор пока данные хранятся в кэше.
    При вытеснении данных из кэша они записываются в основную память.


^ Способы отображения основной памяти на кэш.

  • случайное (недостаток — просмотр всего кэша при запросе к ОЗУ — время; решение проблемы сокращения времени — прямой доступ — адреса известны и организованы — ассоциативный поиск по признаку — тегу, хранящему адреса)

КЭШ-память. Адрес и запроса (17039561) разбивается и подается на все записи, если совпал — ура, попадание в кэш.

Адрес в ОП

Данные

Управляющая информация










170039561 (совпал)

























Недостаток — электроника (сложная схема для параллельной подачи).

  • детерминированное (любой элемент основной памяти отображается в одно и то же место кэша и устанавливается соответствие 1:N — кэш:ОП)

  • смешанное (использует оба подхода)

Двухуровневое кэширование

«запрос к ОП» → КЭШ 1 уровня → КЭШ 2 уровня → ОП (основная память)
Глава 7. «Ввод-вывод и файловые системы»

Алгоритм без ввода/вывода не существует, потому на ввод/вывод и файловую систему были заточены первые ОС.
Задачи ОС по управлению файлами и устройствами

Задание: классифицируйте задачи по отношению к принципам управления (планирование, реализация, контроль, корректировка).

  1. Организация параллельной работы устройств ввода/вывода (не возникает, когда нет многих устройств и программ).






В следующий раз: СПО перво парой.

Добавить документ в свой блог или на сайт

Похожие:

Лекция №01 Введение в курс "Базы Данных"
Описание: Вводная лекция. Понятие данных. Предшественники баз данных. Назначение и основные компоненты среды базы данных. Системы...

Лекция №2 (19. 02. 10) Теперь «Узлы и блоки»
Функцией систем обработки данных состоят в выполнение требуемых операций. Исторически первые системы обработки данных были предназначены...

Лекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок

Лекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок

Лекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок

Лекция №1
Лекция № Общие принципы эффективной организации учебного процесса. Физиологиче­ская цена учебных нагрузок

Лекция Введение. Бд это «Набор связанных данных»
Экзамен: 2 теоретических вопроса. Первый вопрос – базовый, ответить обязательно, тройка. Второй – посложнее

04. 10. 10 Лекция, Анализ Данных
Сливать можно только те наборы, у которых все наборы элементов, кроме последнего могут совпадать. Порядок

Лекция №2 (19. 02. 10) Теперь «Узлы и блоки»
Исторически первыми и до сих пор наиболее распространёнными являются одномашинные системы обработки данных, построенные на базе одной...

Лекция №2 (19. 02. 10) Теперь «Узлы и блоки»
Исторически первыми и до сих пор наиболее распространёнными являются одномашинные системы обработки данных, построенные на базе одной...

Вы можете разместить ссылку на наш сайт:
Школьные материалы


При копировании материала укажите ссылку © 2013
контакты
odtdocs.ru
Главная страница