ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός. Ενότητα 7 Ιεραρχία Μνήμης

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός. Ενότητα 7 Ιεραρχία Μνήμης"

Transcript

1 ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Ενότητα 7 Ιεραρχία Μνήμης 1 Οργάνωση Συστήματος Μνήμης Μια από τις κυριότερες λειτουργίες ενός υπολογιστικού συστήματος είναι η αποθήκευση και η ανάκληση πληροφοριών από τις μονάδες μνήμης. Μνήμη (memory) οποιαδήποτε συσκευή που έχει την ιδιότητα να αποθηκεύει πληροφορίες. Ένα υπολογιστικό σύστημα συνήθως διαθέτει πολλούς τύπους μνήμης Registers, buffers, caches, main memory, secondary memory (disk or Flash) 2 1

2 Η μνήμη που είναι απευθείας προσπελάσιμη από την ΚΜΕ ονομάζεται Κύρια Μνήμη (Main Memory) : περιέχει προγράμματα και δεδομένα. Bοηθητική ήδευτερεύουσα ή περιφερειακή μνήμη Aποθήκευση πληροφοριών, οι οποίες δεν είναι άμεσα απαραίτητες στην ΚΜΕ, Σκληροί δίσκοι (Hard Disk), Μνημη Flash (memory Sticks), μαγνητικές ταινίες (Tapes) 3 Σύστημα μνήμης (memory system) συσκευές μνήμης, αλγόριθμοι διαχείρισης και ελέγχου των αποθηκευμένων πληροφοριών. Κατά τη σχεδίαση ενός συστήματος μνήμης πρέπει γενικά να επιδιώκεται: η μεγιστοποίηση της μέσης ταχύτητας μεταφοράς πληροφοριών από/προς τη μνήμη, με το ελάχιστο δυνατό κόστος, η αυτοματοποίηση των διαδικασιών μεταφοράς πληροφοριών μεταξύ των διαφόρων μονάδων μνήμης, έτσι ώστε να απλοποιείται το έργο των προγραμματιστών (χρηστών) του υπολογιστή, και η παροχή μηχανισμών για την προστασία των αποθηκευμένων πληροφοριών από ανεπίτρεπτες ενέργειες καθώς και σφάλματα των προγραμματιστών. 4 2

3 Τοπικότητα Αναφοράς/Χρήσης (Locality of Reference) Προγράμματα τείνουν να χρησιμοποιούν δεδομένα και εντολές που χρησιμοποίησαν πρόσφατα. Κανόνας του 90/10 (90/10 Rule): Ένα πρόγραμμα ξοδεύει 90% του χρόνου εκτέλεσης σε μόνο 10% του κώδικα (a program spends 90% of its execution time in only 10% of the code.) Χρονική Τοπικότητα Αναφοράς: (Temporal Locality): Αντικείμενα που χρησιμοποιήθηκαν πρόσφατα τείνουν να χρησιμοποιηθούν ξανά στο εγγύς μέλλον Χωρική Τοπικότητα Αναφοράς (Spatial locality): Αντικείμενα που έχουν γειτονικές διευθύνσεις στον χώρο τείνουν να χρησιμοποιούνται και γειτονικά στον χρόνο. 5 Ιεραρχία Μνήμης [Memory Hierarchy] Η Ιεραρχική μνήμη είναι ένα φυσικό επακόλουθο της Τοπικότητας Τεχνολογία Υπολογιστών: Μικρότερα κυκλώματα υλικού είναι πιο γρήγορα Η Ιεραρχική μνήμη οργανώνεται σε διάφορα επίπεδα: Το ψηλότερο επίπεδο είναι το πιο μικρό και το πιο γρήγορο και το πιο ακριβό ανά byte Το κάθε επίπεδο της ιεραρχίας μνήμη είναι υποσύνολο του επίπεδου που βρίσκεται χαμηλότερα στην ιεραρχία (περίπου) Στόχος είναι να επιτύχουμε υψηλή ταχύτητα προσπέλασης (παρόμοια με αυτή του υψηλότερου επιπέδου της μνήμης) με χαμηλό κόστος ανά bit (παρόμοια με αυτή του χαμηλότερου επίπεδου μνήμης) 6 3

4 Current Speed CPU Size Cost ($/bit) Technology Fastest Memory Smallest Highest SRAM Memory DRAM Slowest Memory Biggest Lowest Magnetic Disk 7 CPU + Registers Cache Main Memory Secondary Memory Tape, CD-ROM etc 8 4

5 Η Ιεραρχία μνήμης έχει πολλά επίπεδα αλλά η διαχείρισης γίνεται πάντα μεταξύ δυο επιπέδων. CPU Bl oc k s Pa ge s Επιτυχία (Hit) είναι μια πρόσβαση στη μνήμη που ικανοποιείται από το ψηλότερο επίπεδο της Ιεραρχίας 9 Ποσοστό Επιτυχίας (Hit Rate): είναι το κλάσμα όλων των αναφορών που μπορούν να ικανοποιηθούν από το ψηλότερο επίπεδο της Ιεραρχίας Χρόνος Επιτυχίας (Hit time): Ο χρόνος προσπέλασης στο ψηλότερο επίπεδο της Ιεραρχίας συμπεριλαμβανομένου και του χρόνου που χρειάζεται για τον έλεγχο εάν έχουμε επιτυχία ή αποτυχία. Κόστος Αποτυχίας (Miss Penalty): Χρόνος για να αντικαταστήσουμε ένα μπλοκ στο ψηλότερο επίπεδο της Ιεραρχίας με το αντίστοιχο μπλοκ από το χαμηλότερο επίπεδο της Ιεραρχίας και να μεταφέρουμε το μπλοκ στην ΚΜΕ. 10 5

6 Χρόνος Πρόσβασης (Access time): Χρόνος μεταφοράς της πρώτης λέξης. Xρόνος Μεταφοράς (Transfer time): Χρόνος μεταφοράς του υπόλοιπου μπλοκ. Μέσος Χρόνος Πρόσβασης Μνήμης (Average memory access time) = Hit time + Miss ratio x Miss Penalty = Hit time + (1-Hit ratio) x Miss Penalty 11 Επιπτώσεις Ιεραρχίας Μνήμης στο σχεδιασμό της ΚΜΕ Η ΚΜΕ πρέπει να μπορεί να χειρίζεται αναφορές μνήμης με μεταβαλλόμενο χρόνο πρόσβασης. -Κόστος Αποτυχίας (Miss Penalty) - Της τάξης τον 10 v κύκλων > Η ΚΜΕαδρανεί. Της τάξης των χιλιάδων κύκλων. > Η ΚΜΕ διακόπτεται και εξυπηρετεί κάποια άλλη διεργασία Η ΚΜΕ πρέπει να έχει ένα μηχανισμό για να μπορεί να ελέγχει εάν είναι επιτυχία. Ο επεξεργαστής πρέπει να έχει ένα μηχανισμό για τη μεταφορά μπλοκ ανάμεσα στα διάφορα επίπεδα μνήμης 12 6

7 Κρυφή Μνήμη ( CACHES $) Το Cache είναι το επίπεδο(α) της ιεραρχίας που βρίσκεται μεταξύ της ΚΜΕ και της κυρίως μνήμης. Μοντέρνοι επεξεργαστές πολλαπλά επίπεδα caches Eνα cache περιέχει ένα ή περισσότερα blocks Για ένα cache η μνήμη είναι μοιρασμένη σε block, πχ 2 32 Βytes memory Cache 64Β block, 2 26 blocks, Block address upper 26 bits, offset 6 bits Cache 128B/block,. 13 Λειτουργία Ιεραρχίας Μνήμης Q1: Τοποθέτηση των Μπλοκ (Block placement): Που τοποθετείται ένα μπλοκ στο ψηλότερο επίπεδο της Ιεραρχίας? Q2: Αναγνώριση των Μπλοκ (Block Identification) Μέθοδος ελέγχου κατά πόσο ένα μπλοκ βρίσκεται στο ψηλότερο επίπεδο της Ιεραρχίας? Q3: Αντικατάσταση των Μπλοκ (Block replacement): Ποιο μπλοκ επιλέγεται για αντικατάσταση σε αποτυχία? Q4: Πολιτική Εγγραφής (Write Strategy): Πως γίνονται οι εγγραφές? 14 7

8 Q1: Που τοποθετείται ένα μπλοκ στο cache (Where can a block be placed in a cache) X 4 X 4 X 1 X 1 X n 2 X n 2 X n 1 X n 1 X 2 X 2 X n X 3 X 3 a. Before the reference to X n b. After the reference to X n Είναι το Xn μεσα στο $; Εάν ναι που; 15 Μνήμη άμεσης Χαρτογράφησης (Direct Mapping) Κάθε μπλοκ μπορεί να τοποθετηθεί μονό σε μια υποδοχή στο cache Αριθμός μπλοκ MOD αριθμός των υποδοχών. (Block-frame address) modulo (Number of blocks in cache) Εξαλείφει το πρόβλημα της αναζήτησης. Πολλά μπλοκ αντιστοιχούν στην ιδία υποδοχή (conflicts) Δημιουργείται πρόβλημα εάν πολλά blocks που χρησιμοποιούνται τυγχάνει να αντιστοιχούν στην ίδια υποδοχή. 16 8

9 Direct Mapping 17 Συσχετιστική Μνήμη (Fully Associative): Κάθε μπλοκ μπορεί να τοποθετηθεί σε οποιαδήποτε υποδοχή. Συσχετιστική Μνήμη συνόλου με n καταχωρήσεις ανά υποδοχή (n-way set associative): Ένα μπλοκ πρώτα χαρτογραφείται σε ένα σύνολο από υποδοχές και μετά τοποθετείται σε οποιαδήποτε υποδοχή μέσα στο σύνολο. Αριθμός μπλοκ ΜΟD αριθμός των Συνόλων. (Block-frame address) modulo (Number of SETS in cache) 18 9

10 Η τοποθέτηση του μπλοκ με διεύθυνση 12 σε cache με 8 μπλοκς 19 Q2: Πως ελέγχουμε κατά πόσο ένα μπλοκ βρίσκεται στο ψηλότερο επίπεδο της Ιεραρχίας. Για direct cache και set-associative η διεύθυνση χωρίζετε σε 3 τμήματα. Tag (ετικέτα) Index (δείκτης) Block Offset 20 10

11 direct mapping cache with 4 word (16 bytes) blocks Τα δεδομένα 2 12 x 2 4 Β = 64ΚΒ 21 4-way set associative cache 4 comparators and a 4x1 Mux Τα δεδομένα 2 8 x 2 2 x 2 2 Β = 4ΚΒ 22 11

12 Παράδειγμα: Alpha Data Cache 23 WORD BLOCK SET 24 12

13 References (διευθύνσεις bytes) Yποθέστε 8 entry direct-mapped $ με κάθε block να περιέχει ένα byte Που θα κοιτάξουμε για το κάθε block (Tι είναι το Tag/Index); Ποσα hits/misses;

14 Q3: Ποιο μπλοκ αντικαθιστάται στην περίπτωση αποτυχίας. Μνήμη άμεσης Χαρτογράφησης (Direct mapping): Καμιά επιλογή. Συσχετιστική Μνήμη και Συσχετιστική Μνήμη συνόλου με Ν καταχωρήσεις (Fully associative and set associative): Τυχαία ή ψευδοτυχαία. Random (or pseudorandom) Least-Recently-Used (LRU): The block replaced is the one that has been unused for the longest time. FIFO (First-In-First-Out) 27 Q4: Ποια είναι η πολιτική εγγραφής (What happens on write?) Οι αναγνώσεις είναι η μεγάλη πλειοψηφία των προσβάσεων στη μνήμη. (Reads dominate cache access) - 10% από όλες τις αναφορές μνήμης είναι εγγραφές. Βελτιώνουμε την πιο συχνή περίπτωση (Make common case fast (Amdahl's Law)) Η ανάγνωση ενός μπλοκ μπορεί να αρχίσει παράλληλα με την αναζήτηση της κρυφής μνήμης. Η ανάγνωση ενός μπλοκ μπορεί να αρχίσει μόλις γίνει γνωστή η διεύθυνση της υποδοχής του μπλοκ. Στην περίπτωση Επιτυχίας η λέξη διαβιβάζεται στην ΚΜΕ Στην περίπτωση αποτυχίας δεν υπάρχει ούτε πλεονέκτημα ούτε μειονέκτημα

15 Οι εγγραφές δεν ξεκινούν μέχρι να ελεγχθεί η ετικέτα για επιτυχία. Οι εγγραφές παίρνουν περισσότερο χρόνο από τις αναγνώσεις Υπάρχουν δυο επιλογές για τις εγγραφές (Two options for writes): - Διεγράφη (Write through (WT)) - Υστεροεγραφή (Write Back (WB)) 29 Υστεροεγραφή (Write Back) Η μνήμη δεν ενημερώνεται όποτε αλλάζει το cache. Η μνήμη ενημερώνεται μόνο όταν η καταχώρηση αφαιρείται από το cache για να επιτρέψει σε κάποια άλλη καταχώριση να καταλάβει την υποδοχή της. Απαιτείται ένα bit (dirty-bit) σε κάθε μπλοκ που να ενημερώνει αν έχει αλλάξει η καταχώρηση του cache αφού φορτώθηκε. Οι έγγραφες γίνονται με την ταχύτητα του cache. Οι καταχωρήσεις στο cache και στη Μνήμη δεν είναι συναφείς

16 Διεγγραφή (Write Through): Όταν μια λέξη γράφεται στο cache, γράφεται αυτόματα και στη μνήμη. Οι καταχωρήσεις στο cache και στη Μνήμη είναι συναφείς. Οι έγγραφες γίνονται με την ταχύτητα της μνήμης. Η χρήση write-buffer επιτρέπει στην KME να συνεχίσει τη επεξεργασία κατά τη διάρκεια της εγγραφής στη μνήμη. Η διεγγραφή προφανώς προκαλεί μεγαλύτερη κυκλοφορία στο δίαυλο από την υστεροεγγραφή. Η υστεροεγγραφή έχει το πρόβλημα της Συνάφειας cache και Μνήμης. 31 Αποτυχία σε Εγγραφές (Write Miss) Υπάρχουν δυο Επιλογές - Write Allocate (Fetch on write) - No write allocate (write around) Και οι δυο στρατηγικές μπορούν να χρησιμοποιηθούν και με τις δυο στρατηγικές εγγραφής. Η πρακτική είναι: -Υστεροεγγραφή (write-back) να συνδυάσετε με writeallocate και -Διεγγραφή (write-through) με no-write-allocate

17 Απόδοση του Cache (Cache Performance) Παράδειγμα: VAX 780 Miss penalty = 6 clock cycles CPIexec = 8.5 Miss rate = 10% 3.0 references/instruction Παράδειγμα 2 Miss Penalty = 10. CPI = 1.5 Miss rate 10 % 1.4 references/instruction 33 CPUtime ( CPUexecution clock cycles Memory stall clock cycles) CCT Memory stall CC Read stall cycles Read miss cycles Read stall Cycles Reads Read miss rate Read miss Penalty Program Write stall Cycles Write Write miss rate Write miss Penalty write buffer stalls Program 34 17

18 Τα Write-buffer-stalls μπορούμε να τα αγνοήσουμε εάν: Το Write-buffer έχει ένα λογικό μέγεθος: 4-8? ή περισσότερες λέξεις Η μνήμη μπορεί να ικανοποίηση έγραφες σε ρυθμό αρκετά πιο ψηλό από την συχνότητα εγγραφών στο πρόγραμμα. Στα Write-Back cache τα read και write miss penalties είναι τα ίδια Memory stall clock cycles Instructions Misses Miss Penalty Program Instruction 35 Πήγες Αποτυχίας Cache Υποχρεωτικές (Compulsory): Πρώτη αναφορά σε ένα μπλοκ (το οποίο ΔΕΝ ήταν ποτέ στο cache). Χωρητικότητας (Capacity): Cache misses που προκαλούνται λόγω του ότι το Cache ΔΕΝ δύναται να περιέχει όλα τα blocks που χρειάζονται για την εκτέλεση ενός προγράμματος. Συγκρούσεις (Collision): Cache misses που προκαλούνται λόγω του ότι σε set associative ή direct-mapped caches πολλαπλά blocks συναγωνίζονται για το ίδιο set. Αυξάνοντας τη χωρητικότητα του cache μειώνονται οι αποτυχίες λόγω συγκρούσεων και οι αποτυχίες λόγω χωρητικότητας

19 Μέθοδοι Βελτίωσης Επίδοσης CACHE Αυξάνοντας το μέγεθος του συνόλου της Συσχετιστικής Μνήμης Συνόλου μειώνει τις αποτυχίες από Συγκρούσεις. Η πλήρως Συσχετιστική Μνήμη εξαλείφει της αποτυχίες από Συγκρούσεις. Η υλοποίηση τους σε υλικό είναι αδύνατη Μπορεί να αυξήσει τον χρόνο πρόσβασης και να μειώσει την απόδοση του συστήματος. Μεγαλώνοντας τα Μπλόκς μειώνουμε τις υποχρεωτικές αποτυχίες. - Είναι πιθανό να αυξήσει αποτυχίες από Συγκρούσεις. 37 Cache Εντολών, Cache Δεδομένων και Ενοποιημένο Cache Ξεχωριστά Cache χρησιμοποιούν διαφορετικές θύρες για εντολές και δεδομένα Αυξάνεται το εύρος ζώνης. Βελτιστοποιούμε κάθε cache ξεχωριστά Διαφορετικές χωρητικότητες, μέγεθος μπλοκ και βαθμός συσχετισμού. Εξαλείφουν τις Συγκρούσεις μεταξύ μπλοκ δεδομένων και μπλοκ εντολών Cache-Εντολών έχουν μικρότερο ποσοστό αποτυχίας από τα Cache-δεδομένων

20 Κύρια Μνήμη (Main Memory) Η μνήμη που είναι απευθείας προσπελάσιμη από την ΚΜΕ ονομάζεται κύρια μνήμη και χρησιμοποιείται για την αποθήκευση των προς εκτέλεση προγραμμάτων και των αντίστοιχων δεδομένων Μέτρα Απόδοσης (Performance Measures: 1. Καθυστέρηση Προσπέλασης (Latency) 2. Εύρος Ζώνης (Bandwidth) Χρόνος προσπέλασης (access time) Ο χρόνος που απαιτείται για την ανάκτηση ενός συγκεκριμένου τμήματος δεδομένων από μια θέση αποθήκευσης. Ισοδυναμεί με το χρόνο που μεσολαβεί από τότε που καλούνται τα δεδομένα από τη μνήμη μέχρι τότε που είναι έτοιμα για χρήση. 39 Κυρία Μνήμη Χρόνος κύκλου μνήμης (Memory Cycle Time): Ελάχιστος χρόνος μεταξύ δυο διαδοχικών προσβάσεων στην μνήμη. Δυναμική RAM (DRAMs) έχει line multiplexing RAS (Row-Access strobe) CAS (Column-Access strobe) Η Δυναμική RAM χρειάζεται περιοδικό φρεσκάρισμα Το κόστος του φρεσκαρίσματος είναι συνήθως το κόστος μιας προσβάσεως στην μνήμη (RAS και CAS) Όταν χρησιμοποιούμε DRAMs τα δεδομένα πρέπει να ξαναγράφονται μετά από κάθε ανάγνωση (κύκλος μνήμης) 40 20

21 DRAM CELL - Write: 1. Drive bit line 2. Select row - Read: 1. Precharge bit line to Vdd 2. Select row 3. Cell and bit line share charges bit Very small voltage changes on the bit line 4. Sense (fancy sense amp) Can detect changes of ~1 million electrons 5. Write: restore the value - Refresh: 1. Just do a dummy read to every cell. row select 41 DRAM Architecture Col. 1 bit lines Col. word lines 2 M Row 1 N+M N M Row Address Decoder Column Decoder & Sense Amplifiers Row 2 N Memory cell (one bit) Data D Bits stored in 2-dimensional arrays on chip Modern chips have around 4 logical banks on each chip each logical bank physically implemented as many smaller arrays 42 21

22 Στατική RAM (Static RAM (SRAM)) Δεν υπάρχει line multiplexing Δεν χρειάζονται φρεσκάρισμα (No need for refreshing) - Χρόνος προσπέλασης = Χρόνο κύκλου Μνήμης Μνήμες κατασκευασμένες με τι ίδια τεχνολογία (Memories designed with comparable technologies) DRAM's Capacity = 16 times the SRAM capacity SRAM's cycle time = 8-10 times faster tan DRAM's cycle time Main Memory: DRAMs Cache: SRAMs word (row select) 6-Transistor SRAM Cell word 0 1 bit bit -Write: 1. Drive bit lines (bit=1, bit=0) 2. Select row -Read: 1. Precharge bit and bit to Vdd 2. Select row 3. Cell pulls one line low bit bit 4. Sense amp on column detects difference between bit and bit 44 22

23 SDRAM, DDR1, DDR2, DDR3 and DDR4 SDRAM is designed to synchronize itself with the timing of the CPU. This enables the memory controller to know the exact clock cycle when the requested data will be ready, so the CPU no longer has to wait between memory accesses. For example, PC66 SDRAM runs at 66 MT/s, PC100 SDRAM runs at 100 MT/s, PC133 SDRAM runs at 133 MT/s, and so on. DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM): The next generation of SDRAM is DDR, which achieves greater bandwidth than the preceding single data rate SDRAM by transferring data on the rising and falling edges of the clock signal (double pumped). 45 SDRAM, DDR1, DDR2, DDR3 and DDR4 DR3 SDRAM(Double Data Rate Three SDRAM): DDR3 memory reduces 40% power consumption compared to current DDR2 modules, allowing for lower operating currents and voltages DDR4 SDRAM provides the lower operating voltage (1.2V) and higher transfer rate. The transfer rate of DDR4 is 2133~3200 MT/s. DDR4 adds four new Bank Groups technology. Each bank group has the feature of singlehanded operation. DDR4 can process 4 data within a clock cycle, so DDR4's efficiency is better than DDR3 obviously

24 Οργάνωση Μνήμης (Memory Organizations) Μονολεκτική Οργάνωση Μνήμης Πλατιά Οργάνωση Μνήμης Παρεμβαλλόμενη Οργάνωση Μνήμης (Interleaved memory organization) 47 Τι χρειάζεται 1 κύκλο για την μεταγωγή της διεύθυνση (1 clock cycle to send address) 6 κύκλους για την πρόσβαση ανά λέξη (6 clock cycles for the access per word) 1 κύκλο για την μεταγωγή μια λέξης (1 clock cycle to send a word of data) Μέγεθος του Cache μπλοκ = 4 λέξεις (Cache Block = 4 words) 48 24

25 Ι. Μονολεκτική Οργάνωση Μνήμης (One word wide memory) Κόστος Αποτυχίας (Miss penalty) = 32 κύκλους (clock cycles) Εύρος Ζώνης (Memory bandwidth) = 1/2 byte/cycle ΙΙ. Πλατιά Οργάνωση Μνήμης (Wider main Memory) Πλάτος μνήμης= 2 λεξεις (Double Width): Κόστος Αποτυχίας (Miss penalty) = 16 clock cycles, Εύρος Ζώνης (Bandwidth) = 1 byte/cycle Πλάτος μνήμης= 4 λεξεις (Quadruple width): Κόστος Αποτυχίας (Miss penalty) = 8 clock cycles Εύρος Ζώνης (Bandwidth) = 2 bytes/cycle 49 Μειονεκτήματα (Drawbacks): Πλατύς Δίαυλος (Wider Bus): ένα πολυπλέκτη τοποθετείτε μεταξύ του Cache και του CPU. Ο πολυπλέκτης μπορεί να είναι στο κρίσιμο μονόπατι Εάν το cache είναι γρηγορότερο από τον δίαυλο τότε ο MUX μπορεί να τοποθετηθεί μεταξύ του cache και του δίαυλου Η μνήμη αναβαθμίζεται ανά 2 ή

26 ΙΙΙ. Παρεμβαλλόμενη Οργάνωση Μνήμης (Interleaved memory) Ένα σύστημα μνήμης όπου διαδοχικές λέξεις βρίσκονται σε διαφορετικές μονάδες. Πολλαπλές ανάγνωσης ή έγγραφες μπορούν να πραγματοποιηθούν. Οι Μονάδες έχουν πλάτος μια λέξη. 4 Μονάδες και cache μπλοκ 4 λέξεων. Κόστος Αποτυχίας (Miss penalty) = *1 = 11. Εύρος Ζώνης (Bandwidth) = 1.5 bytes/cycle 51 Παράδειγμα (Example) 1) Block size = 1 word, memory Bus width = 1 word Miss rate = 15 % Memory accesses per instruction = 1.2 Cache miss penalty = 8 cycles CPI ( without cache misses) = 2 2) Block size = 2 Miss rate = 10% 3) Block size = 4 Miss rate = 5% - 1 clock cycle to send address - 6 clock cycles for the access per word - 1 clock cycle to send a word of data 52 26

27 - What is the performance improvement of : A. Παρεμβαλλόμενη μνήμη με 2 μονάδες (2 ways interleaving) B. Παρεμβαλλόμενη μνήμη με 4 μονάδες (4 ways interleaving) C. Διπλάσιο πλάτος μνήμης και δίαυλου (Doubling the width of the memory and the bus?) 1) CPIbase = 2 + ( 1.2 * 0.15 *8) =3.44 2) Block size =2 words - 32-bit bus and Mem - CPI = 2 + (1.2 * 0.10* 2*8)= bit bus and Mem with Interleaving - CPI = 2 + (1.2 * 0.10*(1+6+2))= bit bus No Interleaving - CPI = 2 + (1.2 * 0.10*1*8))= ) Block size =4 words, - 32-bit bus and Mem - CPI = 2 + (1.2 * 0.05* 4*8)= bit bus and Mem with Interleaving - CPI = 2 + (1.2 * 0.05*(1+6+4))= bit bus No Interleaving - CPI = 2 + (1.2 * 0.05*2*8))=

28 Ενότητα 7(β) Εικονική Μνήμη 55 Virtual and Physical Memory Virtual: το τι βλέπει ο προγραμματιστής Physical: το RAM του συστήματος Δεν είναι απαραίτητο Virtual == Physical Πιο οικονομικό/πρακτικό Συνήθως Virtual > Physical Εικονική Μνήμη είναι ένα ιεραρχικό σύστημα μνήμης με τουλάχιστον δύο επίπεδα. Η διαχείρισή του γίνεται από το Λ.Σ. και ο προγραμματιστής έχει εντύπωση ότι χρησιμοποιεί ένα μεγάλο επίπεδο πεδίο διευθύνσεων. την Οι διευθύνσεις (Εικονικές) πρέπει να μεταφραστούν σε φυσικές διευθύνσεις πριν χρησιμοποιηθούν. Εικονική μνήμη διαιρεί τη φυσική μνήμη σε σελίδες και τα κατανέμει σε διάφορες διεργασίες. virtual και physical pages 56 28

29 Η εικονική μνήμη χωρίζεται σε δύο κατηγορίες. - Σελιδοποίηση: Μπλοκς σταθερού μήκους(pages:fix size blocks) - Τμηματοποίηση: Μεταβαλλόμενο μέγεθος μπλοκ (segments) Σελιδοποιημένη Εικονική Μνήμη: (Paged Virtual Memory:) - Σταθερό μήκος διευθύνσεων: αριθμός σελίδας και διεύθυνση. - Εσωτερικός Κατακερματισμός (Internal Fragmentation) - Σελιδοποίηση μετά από Αίτηση: Οι σελίδες προσκομίζονται μόνο όταν πραγματικά χρειαστεί μια σελίδα και όχι προκαταβολικά

30 Μέγεθος Σελίδας 2 12 = 4 KB Αριθμός Eικονικών Σελίδων= 2 20 (καθορίζετε από μέγεθος address) Κυρίως Κνήμη = 1GB, Αριθμός Φυσικών Σελίδων= Block (page) size 4-64 kbytes Hit time 100s clock cycles Miss penalty 100Κ-1Μ clock cycles (Access time) 80% penalty (Transfer time) 20% penalty Miss rate %-0.001% Main memory size 100s MB few GB 60 30

31 Cache και ΕΙΚΟΝΙΚΗ ΜΝΗΜΗ Το μέγεθος της διεύθυνσης του Επεξεργαστή προσδιορίζει το μέγεθος της Εικονικής μνήμης. Η αντικατάσταση ενός μπλοκ στις αποτυχίες του cache γίνεται από το υλικό. Η αντικατάσταση σελίδων στην εικονική μνήμη είναι η δουλειά του Λειτουργικού Συστήματος. Η δευτερεύουσα μνήμη χρησιμοποιείται και για το σύστημα αρχείων. 61 Q1: Που τοποθετείται ένα μπλοκ στην κύρια μνήμη Οπουδήποτε (Συσχετιστική μνήμη στην cache) (Anywhere, Fully-Associative in cache terminology) ορολογία του Q2: Πως βρίσκουμε εάν μία σελίδα βρίσκεται στην κύρια μνήμη Πίνακας Σελίδων (Page Table) Χρησιμοποιά σαν δείκτη το αριθμό τις σελίδας (Indexed by the page number) Περιέχει την αντιστοιχίας Εικονικών σε-φυσικές διευθύνσεις (Contains the physical address of the block) 62 31

32 Page size 2 12 =4kB Virtual space 2 32 =4GB Physical Space= 2 30 # of Entries in PT= Αποτυχία Σελίδας (Page Fault) Ο πίνακας σελίδων αντιστοιχεί την κάθε σελίδα - Σε μια σελίδα στην μνήμην ή - Σε μια σελίδα στην επόμενη βαθμίδα στην Ιεραρχία μνήμης 64 32

33 Translation Lookaside Buffer (TLB): μία μνήμη cache αφιερώνεται στη μετάφραση διεύθυνσης (a cache dedicated to address translation) To TLB περιέχει ένα υποσύνολο της αντιστοιχίας Εικονικών σε φυσικές διευθύνσεις page frame number, protection field, use bit, dirty bit 65 Q3: Ποια σελίδα πρέπει να αντικατασταθεί σε περίπτωση αποτυχίας στην Εικονική μνήμη (Which Block should be replaced on virtual memory miss (page fault)?) - Least Recently Used (LRU) - Ένα bit αναφοράς μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την κατά προσέγγιση ενός LRU (A reference bit can be used to approximate the LRU.) Q4: Τι γίνεται στην εγγραφή (What happens on write) - ΥΣΤΕΡΟΕΓΓΡΑΦΗ (WRITE BACK) 66 33

34 Mία εικονική διεύθυνση πρέπει πρώτα να περάσει από το ΤLB πριν καταλήξει στο CACHE (A virtual address must go through the TLB before it goes to the cache) Ο χρόνος επιτυχίας αυξάνεται (Cache Hit time is stretched) Λύσεις (Solutions): Ταυτόχρονη πρόσβαση στο cache και στο TLB (Access cache with page offset while accessing the TLB) Cache με εικονικές διευθύνσεις (Virtual Cache)

35 Προστασία Διεργασιών (Protecting Processes) Base Address Bound ή (Base + Address) Bound Οι διεργασίες των χρηστών δεν μπορούν να αλλάζουν τους κατάχωρητες προστασίας; (User process cannot change the Base and Bounds registers) Το Λ.Σ. μόνο μπορεί να τους αλλάξει όταν αλλάζει διεργασίες (context switch) 69 (5 μον.)ένα σύστημα μνήμης-cache έχει χρόνος προσπέλασης σε επιτυχία (hit time) της μνήμης-cache: 1 κύκλο. χρόνος προσπέλασης κυρίως μνήμης: 6κύκλοι ανά λέξη μέγεθος cache μπλοκ: 4 λέξεις Υπολογίστε το ποσοστό επιτυχίας για οποίο αυτό το σύστημα μνήμηςcache έχει τον ίδιο μέσο χρόνο πρόσβασης (break even point) με το ίδιο σύστημα χωρίς μνήμη-cache X= ποσοστό επιτυχίας 1*X + (1-X) 24 = 6 X+24-24X = 6 23X = 18 X = 18/23= 70 35

36 (5 μον.) εδομένου ενός συστήματος εικονικής μνήμης με τα ακόλουθα χαρακτηριστικά: 32-bit εικονικό πεδίο (32-bit virtual space) Μέγεθος σελίδας: 16KB (16 KB page) 2 bytes για κάθε καταχώριση σελίδας (2 bytes per pagetable entry) 256 MB Φυσική Μνήμη Υπολογίστε το μέγεθος του Πίνακα Σελίδων ( Page table) 16KB = 2 14 Αρίθμος Σελείδων = 2 32 / 2 14 = 2 17 Μέγεθος Πίνακα Σελίδων = 2 17 * 2 1 = (20 μονάδες) Ένα σύστημα μνήμης-cache έχει ποσοστό αποτυχίας: 8% (0.08 miss rate), χρόνος προσπέλασης σε επιτυχία (hit time) της μνήμης-cache: 1 κύκλος. Μέγεθος συγκροτήματος (block size): 8 λέξεις (8 words) Μέσος αριθμό προσβάσεων στη μνήμη ανά εντολή (average number of memory references per instruction): 1.2 CPI (χωρίς αποτυχίες στη μνήμη-cache)= 1.3 Υπολογίστε το CPI (με τις αποτυχίες στη μνήμης-cache) για τις ακόλουθες περιπτώσεις: 1.1. Μνήμη με χρόνο προσπέλασης 4 κύκλοι/λέξη 1.2. ιπλάσιο πλάτος μνήμης και δίαυλου 2 λέξεις ανά 4 κύκλους 1.3. Παρεμβαλλόμενη μνήμη (interleaved memory) με 8 μονάδες (memory banks) και χρόνος προσπέλασης με εύρος ζώνης 4 κύκλοι/λέξη ανά τμήμα 1.4. Παρεμβαλλόμενη μνήμη (interleaved memory) με 4 μονάδες (memory banks) και χρόνος προσπέλασης με εύρος ζώνης 4 κύκλοι/λέξη ανά τμήμα Παρεμβαλλόμενη μνήμη (interleaved memory) με 2 μονάδες (memory banks) και χρόνος προσπέλασης με εύρος ζώνης 4 κύκλοι/λέξη ανά τμήμα

37 1. (10 Μονάδες) Ένα σύστημα μνήμης-cache έχει 32-bit διευθύνσεις Μέγεθος συγκροτήματος (block size): 32 bytes Μέγεθος cache ( 4 Mb) Υπολογίστε τα ακόλουθα: a) Μέγεθος της Ετικέτας (Tag) b) Μέγεθος του είκτη (Index) c) Μέγεθος της Μετατόπισης (Offset) Για τις πιο κάτω οργάνωσεις Μνήμη άμεσης Χαρτογράφησης (Direct Mapping) Συσχετιστική Μνήμη συνόλου με 2 καταχωρήσεις ανά υποδοχή (2 way set associative) Συσχετιστική Μνήμη συνόλου με 4 καταχωρήσεις ανά υποδοχή (4 way set associative) (15 μονάδες) Έστω μια μηχανή φόρτωσης/αποθήκευσης (load/store) με το ακόλουθο μείγμα εντολών. Εντολή Συχνότητα Αριθμός κύκλων ALU ops 40% 1 loads 30% 2 Stores 10% 2 Branches 20% 2 25% από όλες τις Αριθμητικές/Λογικές εντολές χρησιμοποιούν έναν τελεσταίος (operand) που βρίσκεται την μνήμη και δεν ξαναχρησιμοποιείται στο πρόγραμμα. Θέλουμε να διερευνήσουμε την πρόσθεση μιας ALU εντολής καταχωρητή-μνήμης με 2 κύκλους μηχανής. H αλλαγή θα αυξήσει τον αριθμό των κύκλων των εντολών διακλάδωσης σε 3 αλλά δεν επηρεάζει το χρόνο του κύκλου μηχανής Υπολογίστε εάν αυτή η αλλαγή θα βελτιώσει την απόδοση ή όχι Υπολογίστε το ποσοστό των ALU εντολών που θα πρέπει να αντικατασταθούν με την νέα εντολή για να έχει η νέα μηχανή την ίδια απόδοση με την αρχική μηχανή. load R1, OneTimeOperand load R2, A add R3, R1,R2 load R2, A addi R3, R2,OneTimeOperand 74 37

38 Συχνότητα Νεα Συχνοτητα ALU ops 40% =30% 1 ALUm 2 40%*0.25=10% loads 30% Stores 10% Branches 20% CPUtime = IC* CPI* CCT CPUtime original = 0.4 * * * *2= 1.6 CPI New = (0.3 * * * * *3)/0.9= 1.8/0.9= 2 CPU Time new = IC*0.9 * CPINew= CPUtime = IC* CPI* CCT CPUtime-Orig = IC* 1.6* CCT CPInew= [ ( X) + ( X)2+ 0.1* * X*2]/0.9 CPInew= IC*.0.9 * CPI-without normlisation/0.9*cct= = IC* CPI-without normalization*cct= 1.6= ( X) + ( X)2+ 0.1* * X*2 1.6 = X = 0.4X X= ½ 76 38

39 1. (15 μον.) Έστω μια διασωληνωμένη μηχανή με πέντε τμήματα (five-deep pipeline) όπου το 6% των εντολών είναι άλματα (jump) και το 12% είναι διακλαδώσεις με συνθήκη (conditional branches). Οι κίνδυνοι διακλάδωσης των αλμάτων (jumps) δημιουργούν 1 κύκλο καθυστέρησης και των διακλαδώσεων με συνθήκη δημιουργούν 2 κύκλους καθυστέρησης Υπολογίστε την επιτάχυνση της διασωλήνωσης (pipeline speedup) εάν αγνοήσουμε όλους του κινδύνους (hazards) Υπολογίστε την επιτάχυνση της διασωλήνωσης (pipeline speedup) με τους κινδύνους διακλάδωσης (control hazards) Έστω ότι χρησιμοποιούμε διακλαδώσεις με καθυστέρηση (delayed branching). Το 60% των σχισμών καθυστέρησης (delayed slots) χρησιμοποιούνται επιτυχώς. Υπολογίστε την νέα επιτάχυνση της διασωλήνωσης (pipeline speedup). 1.1 S 5 =5 6% των εντολών είναι άλματα (jump) 1 Κυκλος Καθ. 12% είναι διακλαδώσεις με συνθήκη (conditional branches). 2 Κυκλοι Καθ. 1.2 S 5 = 5/CPI = 5 / ( * * 2) = 5/ 1.3=

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός. Ενότητα 7(α) - Ιεραρχία Μνήμης

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός. Ενότητα 7(α) - Ιεραρχία Μνήμης ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Ενότητα 7(α) Ιεραρχία Μνήμης 1 Οργάνωση Συστήματος Μνήμης Μια από τις κυριότερες λειτουργίες ενός υπολογιστικού συστήματος ηαποθήκευσηκαιηανάκλησηπληροφοριώναπότιςμονάδες

Διαβάστε περισσότερα

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Κεφάλαιο 5: Ιεραρχία Μνήμης Memory Hierarchy

ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Κεφάλαιο 5: Ιεραρχία Μνήμης Memory Hierarchy ΕΠΛ221: Οργάνωση Υπολογιστών και Συμβολικός Προγραμματισμός Κεφάλαιο 5: Ιεραρχία Μνήμης Memory Hierarchy 1 Main Memory Secondary Memory CPU Bus Input/Output Μια από τις κυριότερες λειτουργίες ενός υπολογιστικού

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 7ο μάθημα: Κρυφές μνήμες (cache) - εισαγωγή Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου Σύστημα μνήμης! Η μνήμη είναι σημαντικό

Διαβάστε περισσότερα

Επανάληψη Ιεραρχία Μνήμης Memory Hierarchy. Κεφάλαιο 5- Ιεραρχία Μνήμης

Επανάληψη Ιεραρχία Μνήμης Memory Hierarchy. Κεφάλαιο 5- Ιεραρχία Μνήμης Επανάληψη Ιεραρχία Μνήμης Memory Hierarchy 1 Οργάνωση Συστήματος Μνήμης Ένα υπολογιστικό σύστημα συνήθως διαθέτει πολλούς τύπους μνήμης Registers, buffers, caches, main memory, secondary memory (flash/ssd,

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 7 Ιεραρχία Μνήμης (Memory Hierarchy)

Κεφάλαιο 7 Ιεραρχία Μνήμης (Memory Hierarchy) Κεφάλαιο 7 Ιεραρχία Μνήμης (Memory Hierarchy) 1 Συστήματα Μνήμης Η οργάνωση του συστήματος μνήμης επηρεάζει τη λειτουργία και απόδοση ενός μικροεπεξεργαστή: Διαχείριση μνήμης και περιφερειακών (Ι/Ο) απότολειτουργικόσύστημα

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Κρυφές μνήμες

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Κρυφές μνήμες Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υπόβαθρο: Κρυφές μνήμες Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Κρυφές μνήμες (cache memory) Βασική οργάνωση, παράμετροι: γραμμές, συσχετιστικότητα, συνολική χωρητικότητα Επίδοση:

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 9ο μάθημα: Αρχιτεκτονική συστήματος μνήμης: Κρυφές μνήμες εισαγωγή

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 9ο μάθημα: Αρχιτεκτονική συστήματος μνήμης: Κρυφές μνήμες εισαγωγή ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 9ο μάθημα: Αρχιτεκτονική συστήματος μνήμης: Κρυφές μνήμες εισαγωγή Αρης Ευθυμίου Σύστημα μνήμης Η μνήμη είναι σημαντικό κομμάτι ενός υπολογιστή Επηρεάζει κόστος, ταχύτητα, κατανάλωση

Διαβάστε περισσότερα

Εικονική Μνήμη (virtual memory)

Εικονική Μνήμη (virtual memory) Εικονική Μνήμη (virtual memory) Πολλά προγράμματα εκτελούνται ταυτόχρονα σε ένα υπολογιστή Η συνολική μνήμη που απαιτείται είναι μεγαλύτερη από το μέγεθος της RAM Αρχή τοπικότητας (η μνήμη χρησιμοποιείται

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 15 Απόδοση της Ιεραρχίας Μνήμης Βελτιστοποίηση της απόδοσης

Διάλεξη 15 Απόδοση της Ιεραρχίας Μνήμης Βελτιστοποίηση της απόδοσης ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 5 Απόδοση της Ιεραρχίας Μνήμης Βελτιστοποίηση της απόδοσης Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων Πόσο μεγάλη είναι μια μνήμη cache;

Διαβάστε περισσότερα

Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης

Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης µproc 6%/yr 98 98 982 983 984 985 986 987 988 989 99 99 992 993 994 995 996 997 998 999 2 2 22 23 24 25 Performance Processor-Memory Performance Gap: (grows 5% /

Διαβάστε περισσότερα

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Κρυφές Μνήμες. (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση)

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Κρυφές Μνήμες. (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κρυφές Μνήμες (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Ιεραρχία συχνά και το

Διαβάστε περισσότερα

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών - Μηχανικών Υπολογιστών. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Νεκτάριος Κοζύρης.

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών - Μηχανικών Υπολογιστών. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Νεκτάριος Κοζύρης. Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών - Μηχανικών Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Νεκτάριος Κοζύρης Εικονική Μνήμη Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Διαβάστε περισσότερα

Ιεραρχία Μνήμης. Ιεραρχία μνήμης και τοπικότητα. Σκοπός της Ιεραρχίας Μνήμης. Κρυφές Μνήμες

Ιεραρχία Μνήμης. Ιεραρχία μνήμης και τοπικότητα. Σκοπός της Ιεραρχίας Μνήμης. Κρυφές Μνήμες Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κρυφές Μνήμες (οργάνωση, λειτουργία και απόδοση) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Για βελτίωση της απόδοσης

Διαβάστε περισσότερα

Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης

Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης µproc 6%/yr 98 98 982 983 984 985 986 987 988 989 99 99 992 993 994 995 996 997 998 999 2 2 22 23 24 25 Performance Processor-Memory Performance Gap: (grows 5% /

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές

ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές ΠΛΕ- 027 Μικροεπεξεργαστές 10ο μάθημα: Αρχιτεκτονική συστήματος μνήμης: Εικονική μνήμη, σχεδίαση αποδοτικής κρυφής μνήμης, προγραμματισμός για κρυφή μνήμη Αρης Ευθυμίου Εικονική μνήμη ως cache Η κύρια

Διαβάστε περισσότερα

Processor-Memory (DRAM) Διαφορά επίδοσης

Processor-Memory (DRAM) Διαφορά επίδοσης Performance Processor-Memory (DRAM) Διαφορά επίδοσης 98 98 982 983 984 985 986 987 988 989 99 99 992 993 994 995 996 997 998 999 2 2 22 23 24 25 µproc 6%/yr Processor-Memory Performance Gap: (grows 5%

Διαβάστε περισσότερα

Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory)

Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 16 Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Απλό πείραμα int *data = malloc((1

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ

ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΙΑΣ ΠΟΛΥΤΕΧΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Η/Υ ΤΕΛΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΤΗΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΣΤΟΥΣ Η/Y (ΗΥ232) Τετάρτη, 21 Δεκεμβρίου 2016 ΔΙΑΡΚΕΙΑ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑΤΟΣ 3 ΩΡΕΣ Για πλήρη

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 4 : Κρυφή Μνήμη Καρβούνης Ευάγγελος Δευτέρα, 30/11/2015 Χαρακτηριστικά Θέση Χωρητικότητα Μονάδα Μεταφοράς

Διαβάστε περισσότερα

Ιεραρχία Μνήμης. Εικονική μνήμη (virtual memory) Επεκτείνοντας την Ιεραρχία Μνήμης. Εικονική Μνήμη. Μ.Στεφανιδάκης

Ιεραρχία Μνήμης. Εικονική μνήμη (virtual memory) Επεκτείνοντας την Ιεραρχία Μνήμης. Εικονική Μνήμη. Μ.Στεφανιδάκης Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής ρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Εικονική Μνήμη (και ο ρόλος της στην ιεραρχία μνήμης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Δευτερεύουσα μνήμη

Διαβάστε περισσότερα

Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory)

Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory) ΗΥ 431 Αρχιτεκτονική Παραλλήλων Συστημάτων Διάλεξη 16 Εικονική Μνήμη (Virtual Μemory) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Η/Υ Απλό πείραμα int *data = malloc((1

Διαβάστε περισσότερα

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Εικονική Μνήμη. (και ο ρόλος της στην ιεραρχία μνήμης)

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Εικονική Μνήμη. (και ο ρόλος της στην ιεραρχία μνήμης) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2011-12 Εικονική (και ο ρόλος της στην ιεραρχία μνήμης) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Ιεραρχία η νέα τάση: [2011]

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Ιεραρχίας Μνήμης - Caches

Οργάνωση Ιεραρχίας Μνήμης - Caches Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών - Μηχανικών Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Νεκτάριος Κοζύρης Οργάνωση Ιεραρχίας Μνήμης - Caches Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό

Διαβάστε περισσότερα

i Στα σύγχρονα συστήματα η κύρια μνήμη δεν συνδέεται απευθείας με τον επεξεργαστή

i Στα σύγχρονα συστήματα η κύρια μνήμη δεν συνδέεται απευθείας με τον επεξεργαστή Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Τεχνολογίες Κύριας (και η ανάγκη για χρήση ιεραρχιών μνήμης) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης i Στα σύγχρονα

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υποσύστημα μνήμης Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Διαβάστε περισσότερα

Διάλεξη 14 Εισαγωγή στην Ιεραρχία Μνήμης

Διάλεξη 14 Εισαγωγή στην Ιεραρχία Μνήμης ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 14 Εισαγωγή στην Ιεραρχία Μνήμης Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων 1 H Μικρο-αρχιτεκτονική μας 4 1 0 PCSrc IF/ID Control ID/EX

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογίες Κύριας Μνήμης

Τεχνολογίες Κύριας Μνήμης Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Τεχνολογίες Κύριας (και η ανάγκη για χρήση ιεραρχιών μνήμης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Κύρια Μνήμη

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI)

Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2016-17 Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) (κύρια και κρυφή μνήμη) http://mixstef.github.io/courses/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα τυπικό

Διαβάστε περισσότερα

Προηγμένοι Μικροεπεξεργαστές. Paging & Segmentation

Προηγμένοι Μικροεπεξεργαστές. Paging & Segmentation Προηγμένοι Μικροεπεξεργαστές Paging & Segmentation Segmentation Τεχνική για σπάσουμε την μνήμη σε λογικά κομμάτια Κάθε κομμάτι αποθηκεύει πληροφορία σχετική με data segments for each process code segments

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υποσύστημα μνήμης Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Διαβάστε περισσότερα

Επιπλέον διδακτικό υλικό κρυφών μνημών: set-associative caches, πολιτικές αντικατάστασης, χειρισμός εγγραφών

Επιπλέον διδακτικό υλικό κρυφών μνημών: set-associative caches, πολιτικές αντικατάστασης, χειρισμός εγγραφών ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΡΗΤΗΣ Οργάνωση Υπολογιστών Επιπλέον διδακτικό υλικό κρυφών μνημών: set-associative caches, πολιτικές αντικατάστασης, χειρισμός εγγραφών Μανόλης Γ.Η. Κατεβαίνης Τμήμα Επιστήμης

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 7 Ιεραρχία Μνήμης (Memory Hierarchy)

Κεφάλαιο 7 Ιεραρχία Μνήμης (Memory Hierarchy) Κεφάλαιο 7 Ιεραρχία Μνήμης (Memory Hierarchy) 1 Συστήματα Μνήμης Η οργάνωση του συστήματος μνήμης επηρεάζει τη λειτουργία και απόδοση ενός μικροεπεξεργαστή: Διαχείριση μνήμης και περιφερειακών (Ι/Ο) απότολειτουργικόσύστημα

Διαβάστε περισσότερα

Cach O p i timisati tions

Cach O p i timisati tions Cache Optimisations i 1 Διαφορά Επίδοσης Processor-Memory Performance Gap: (grows 50% / year) 2 SRAM vs DRAM 1-transistor DRAM cell 6-transistor SRAM cell 3 Intel 45nm 6T SRAM cell 4 Ιεραρχία Μνήμης Πρέπει

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών H/Y Department of Electrical and Computer Engineering. Εργαστήριο 8. Χειμερινό Εξάμηνο

Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών H/Y Department of Electrical and Computer Engineering. Εργαστήριο 8. Χειμερινό Εξάμηνο Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών H/Y Department of Electrical and Computer Engineering Οργάνωση και Σχεδίαση Η/Y (HY232) Εργαστήριο 8 Χειμερινό Εξάμηνο 2016-2017 1. Προσομοίωση λειτουργίας ιεραρχίας

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua.gr ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ

Διαβάστε περισσότερα

Τελική Εξέταση, Απαντήσεις/Λύσεις

Τελική Εξέταση, Απαντήσεις/Λύσεις ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΚΥΠΡΟΥ Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Μηχανικών Υπολογιστών (ΗΜΜΥ) HMΜY 212 Οργάνωση Η/Υ και Μικροεπεξεργαστές Εαρινό Εξάμηνο, 2007 Τελική Εξέταση, Απαντήσεις/Λύσεις Άσκηση 1: Assembly για

Διαβάστε περισσότερα

Ενότητα 2: Η κρυφή µνήµη και η λειτουργία της

Ενότητα 2: Η κρυφή µνήµη και η λειτουργία της Ενότητα 2: Η κρυφή µνήµη και η λειτουργία της Στην ενότητα αυτή θα αναφερθούµε εκτενέστερα στη λειτουργία και την οργάνωση της κρυφής µνήµης. Θα προσδιορίσουµε τις βασικές λειτουργίες που σχετίζονται µε

Διαβάστε περισσότερα

Κύρια μνήμη. Μοντέλο λειτουργίας μνήμης. Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI)

Κύρια μνήμη. Μοντέλο λειτουργίας μνήμης. Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 015-16 Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI) (κύρια και ) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα τυπικό υπολογιστικό

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΙΩΑΝΝΙΝΩΝ ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υποσύστημα μνήμης Διδάσκων: Επίκουρος Καθηγητής Αριστείδης Ευθυμίου Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Διαβάστε περισσότερα

Είδη των Cache Misses: 3C s

Είδη των Cache Misses: 3C s Είδη των Cache Misses: 3C s 1 Compulsory: Συμβαίνουν κατά την πρώτη πρόσβαση σε ένα block. Το block πρέπει να κληθεί από χαμηλότερα επίπεδα μνήμης και να τοποθετηθεί στην cache (αποκαλούνται και cold start

Διαβάστε περισσότερα

Άσκηση 1η. Θεωρήστε ένα σύστημα μνήμης με μία cache: 4 way set associative μεγέθους 256ΚΒ,

Άσκηση 1η. Θεωρήστε ένα σύστημα μνήμης με μία cache: 4 way set associative μεγέθους 256ΚΒ, Ασκήσεις Caches Άσκηση 1η Θεωρήστε ένα σύστημα μνήμης με μία cache: 4 way set associative μεγέθους 256ΚΒ, με cache line 8 λέξεων. Χαρακτηριστικά συστήματος μνήμης: μέγεθος της λέξης είναι 32 bits. 1 byte

Διαβάστε περισσότερα

Ασκήσεις Caches

Ασκήσεις Caches Ασκήσεις Caches 1 Άσκηση 1η Θεωρήστε ένα σύστημα μνήμης με μία cache: 4-way set associative μεγέθους 256ΚΒ, με cache line 8 λέξεων. Χαρακτηριστικά συστήματος μνήμης: μέγεθος της λέξης είναι 32 bits. 1

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ 6-7: ΚΡΥΦΗ ΜΝΗΜΗ (Cache)

ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ 6-7: ΚΡΥΦΗ ΜΝΗΜΗ (Cache) ΗΜΥ 312 -- ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΔΙΑΛΕΞΕΙΣ 6-7: ΚΡΥΦΗ ΜΝΗΜΗ (Cache) Διδάσκουσα: ΜΑΡΙΑ Κ ΜΙΧΑΗΛ Επίκουρη Καθηγήτρια, ΗΜΜΥ (mmichael@ucyaccy) [Προσαρµογή από Computer Architecture, Hennessy

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 11: Κρυφή Μνήμη Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών http://arch.icte.uowm.gr/mdasyg

Διαβάστε περισσότερα

Α. Δίνονται οι. (i) στη. πρέπει να. πιο. (ii) $a0. $s0 θα πρέπει να. αποθήκευση. αυξάνει τον. f: sub sll add sub jr. h: addi sw sw.

Α. Δίνονται οι. (i) στη. πρέπει να. πιο. (ii) $a0. $s0 θα πρέπει να. αποθήκευση. αυξάνει τον. f: sub sll add sub jr. h: addi sw sw. ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΡ ΙΟ ΥΠΟΛΟΟ ΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua. gr ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ

Διαβάστε περισσότερα

Εικονική Μνήμη (virtual memory)

Εικονική Μνήμη (virtual memory) Εικονική Μνήμη (virtual memory) Πολλά προγράμματα εκτελούνται ταυτόχρονα σε ένα υπολογιστή Η συνολική μνήμη που απαιτείται είναι μεγαλύτερη από το μέγεθος της RAM Αρχή τοπικότητας (η μνήμη χρησιμοποιείται

Διαβάστε περισσότερα

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems)

Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Ενσωµατωµένα Υπολογιστικά Συστήµατα (Embedded Computer Systems) Μαθηµα 2 ηµήτρης Λιούπης 1 Intel SA-1110 µc StrongARM core. System-on-Chip. Εξέλιξη των SA-110 και SA-1100. 2 ARM cores ARM: IP (intellectual

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2

ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 ΠΛΕ- 074 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2 9ο μάθημα: Κρυφές μνήμες εικονική μνήμη Αρης Ευθυμίου Πηγές διαφανειών: συνοδευτικές διαφάνειες αγγλικης εκδοσης του βιβλιου Μεγαλύτερη associadvity! Rules of thumb:

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 8: Διαχείριση Μνήμης

Μάθημα 8: Διαχείριση Μνήμης Μάθημα 8: Διαχείριση Μνήμης 8.1 Κύρια και δευτερεύουσα μνήμη Κάθε μονάδα ενός υπολογιστή που χρησιμεύει για τη μόνιμη ή προσωρινή αποθήκευση δεδομένων ανήκει στην μνήμη (memory) του υπολογιστή. Οι μνήμες

Διαβάστε περισσότερα

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών - Μηχανικών Υπολογιστών. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Νεκτάριος Κοζύρης. Cache Optimizations

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών - Μηχανικών Υπολογιστών. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Νεκτάριος Κοζύρης. Cache Optimizations Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχανικών - Μηχανικών Υπολογιστών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Νεκτάριος Κοζύρης Cache Optimizations Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες

Διαβάστε περισσότερα

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή Μνήμη Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή ηλεκτρονική συσκευή, σε προσωρινή ή μόνιμη βάση. Τα σύγχρονα

Διαβάστε περισσότερα

ΔΙΑΛΕΞΗ 8: ΕΙΚΟΝΙΚΗ (Virtual) ΜΝΗΜΗ

ΔΙΑΛΕΞΗ 8: ΕΙΚΟΝΙΚΗ (Virtual) ΜΝΗΜΗ 2/9/5 ΗΜΥ 32 -- ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΔΙΑΛΕΞΗ 8: ΕΙΚΟΝΙΚΗ (Virtual) ΜΝΗΜΗ Διδάσκουσα: ΜΑΡΙΑ Κ. ΜΙΧΑΗΛ Επίκουρη Καθηγήτρια, ΗΜΜΥ (mmichael@ucy.ac.cy) [Προσαρµογή από Computer Architecture,

Διαβάστε περισσότερα

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Διαχείριση μνήμης Εργαστηριακές Ασκήσεις

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Διαχείριση μνήμης Εργαστηριακές Ασκήσεις ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Διαχείριση μνήμης Εργαστηριακές Ασκήσεις Υλικό από: Modern Operating Systems Laboratory Exercises, Shrivakan Mishra Σύνθεση Κ.Γ. Μαργαρίτης, Τμήμα Εφαρμοσμένης Πληροφορικής, Πανεπιστήμιο

Διαβάστε περισσότερα

Virtual Memory. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: Νεκ. Κοζύρης

Virtual Memory. Αρχιτεκτονική Υπολογιστών. 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: Νεκ. Κοζύρης Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 5ο εξάμηνο ΣΗΜΜΥ ακ. έτος: 24-25 Νεκ. Κοζύρης nkoziris@cslab.ece.ntua.gr Virtual Memory http://www.cslab.ece.ntua.gr/courses/comparch/ Άδεια Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό

Διαβάστε περισσότερα

(advanced_ca, ακ. έτος Cache Optimisations

(advanced_ca, ακ. έτος Cache Optimisations Cache Optimisations Διαφορά Επίδοσης Processor-Memory Performance Gap: (grows 50% / year) Ιεραρχία Μνήμης Πρέπει να μειώσουμε το processor-memory performance gap Η προσπέλαση δεδομένων (code & data) δεν

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ε Ρ Γ ΑΣ Τ ΗΡ ΙΟ Υ ΠΟΛΟΓΙΣ Τ ΙΚΩΝ Σ Υ Σ Τ ΗΜΑΤΩΝ w w w. c s l ab.ece.ntua.gr

Διαβάστε περισσότερα

Λειτουργικά Συστήματα Η/Υ

Λειτουργικά Συστήματα Η/Υ Λειτουργικά Συστήματα Η/Υ Κεφάλαιο 8 «Ιδεατή Μνήμη» Διδάσκων: Δ. Λιαροκαπης Διαφάνειες: Π. Χατζηδούκας Ιδεατή Μνήμη Οργάνωση. Εισαγωγή. Ιδεατές και πραγματικές διευθύνσεις. Λογική οργάνωση. Τμηματοποίηση

Διαβάστε περισσότερα

Λειτουργικά Συστήματα

Λειτουργικά Συστήματα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Λειτουργικά Συστήματα Ενότητα 8: Διαχείριση Μνήμης. Φυσικές και Λογικές Διευθύνσεις Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και

Διαβάστε περισσότερα

Εικονική Μνήμη (Virtual memory)

Εικονική Μνήμη (Virtual memory) ΗΥ 232 Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Διάλεξη 16 Εικονική Μνήμη (Virtual memory) Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων 1 Προβλήματα φυσικής μνήμης (1) Τι θα συμβεί εάν η μνήμη

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ιεραρχία μνήμης: προχωρημένα θέματα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ιεραρχία μνήμης: προχωρημένα θέματα Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ιεραρχία μνήμης: προχωρημένα θέματα Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Εικονική μνήμη και κρυφές μνήμες Physical/Virtual indexing Σκοπός: μείωση hit Ome Τεχνικές σχετικές

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua.gr ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ

Διαβάστε περισσότερα

Εικονική Μνήμη (virtual memory)

Εικονική Μνήμη (virtual memory) Εικονική Μνήμη (virtual memory) Πολλά προγράμματα εκτελούνται ταυτόχρονα σε ένα υπολογιστή Η συνολική μνήμη που απαιτείται είναι μεγαλύτερη από το μέγεθος της RAM Αρχή τοπικότητας (η μνήμη χρησιμοποιείται

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική-ΙI Ενότητα 4 :

Αρχιτεκτονική-ΙI Ενότητα 4 : ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Αρχιτεκτονική-ΙI Ενότητα 4 : Μνήμες Ιωάννης Έλληνας Τμήμα Η/ΥΣ Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης

Διαβάστε περισσότερα

Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης

Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης µproc 6%/yr 98 98 982 983 984 985 986 987 988 989 99 99 992 993 994 995 996 997 998 999 2 2 22 23 24 25 Performance Processor-Memory Performance Gap: (grows 5% /

Διαβάστε περισσότερα

Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης

Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης Processor-Memory (DRAM) ιαφορά επίδοσης µproc 6%/yr Processor-Memory Performance Gap: (grows 5% / year) DRAM 7%/yr. Performance 98 98 982 983 984 985 986 987 988 989 99 99 992 993 994 995 996 997 998 999

Διαβάστε περισσότερα

3. Σελιδοποίηση μνήμης 4. Τμηματοποίηση χώρου διευθύνσεων

3. Σελιδοποίηση μνήμης 4. Τμηματοποίηση χώρου διευθύνσεων ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ MHXANIKOI Η/Υ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΙΠΕ Ο ΜΗΧΑΝΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Γ. Τσιατούχας 6 ο Κεφάλαιο 1. Επίπεδο OSM 2. Εικονική μνήμη ιάρθρωση 3. Σελιδοποίηση μνήμης 4. Τμηματοποίηση

Διαβάστε περισσότερα

Λειτουργικά Συστήματα

Λειτουργικά Συστήματα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Λειτουργικά Συστήματα Ενότητα 8: Διαχείριση Μνήμης. Φυσικές και Λογικές Διευθύνσεις Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και

Διαβάστε περισσότερα

Είδη των Cache Misses: 3C s

Είδη των Cache Misses: 3C s Είδη των Cache Misses: 3C s Compulsory: Συµβαίνουν κατά την πρώτη πρόσβαση σε ένα block. Το block πρέπει να κληθεί από χαµηλότερα επίπεδα µνήµης και να τοποθετηθεί στην cache (αποκαλούνται και cold start

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης

Διαβάστε περισσότερα

Επαρκή χωρητικότητα αποθήκευσης Αποδεκτό επίπεδο μέσης απόδοσης Χαμηλό μέσο κόστος ανά δυαδικό δ ψηφίο

Επαρκή χωρητικότητα αποθήκευσης Αποδεκτό επίπεδο μέσης απόδοσης Χαμηλό μέσο κόστος ανά δυαδικό δ ψηφίο ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ι Κεφάλαιο 51&52 5.1 5.2 Σύστημα μνήμης Αρχιτεκτονική Υπολογιστών,, Δημήτριος B. Νικολός, 2η η Έκδοση, Έκδοση Δ. Β. Νικολού,, 2012 Κύριος Σκοπός κατά τη Σχεδίαση του Συστήματος

Διαβάστε περισσότερα

ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ)

ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ) ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ) Συσκευές αποθήκευσης Ένας υπολογιστής προκειµένου να αποθηκεύσει δεδοµένα χρησιµοποιεί δύο τρόπους αποθήκευσης: Την Κύρια Μνήµη Τις συσκευές µόνιµης αποθήκευσης (δευτερεύουσα

Διαβάστε περισσότερα

SMPcache. Ένα εργαλείο για προσομοίωση-οπτικοποίηση κρυφής μνήμης (Cache)

SMPcache. Ένα εργαλείο για προσομοίωση-οπτικοποίηση κρυφής μνήμης (Cache) SMPcache Ένα εργαλείο για προσομοίωση-οπτικοποίηση κρυφής μνήμης (Cache) 1. Βασικές ρυθμίσεις του συστήματος: δημιουργία μια δικής μας σύνθεσης συστήματος. Το SMPcache είναι ένα εργαλείο με το οποίο μπορούμε

Διαβάστε περισσότερα

Διαχείριση Κύριας Μνήμης

Διαχείριση Κύριας Μνήμης Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο Σχολή Ηλεκτρολόγων Μηχ. και Μηχανικών Υπολογιστών Εργαστήριο Υπολογιστικών Συστημάτων Διαχείριση Κύριας Μνήμης Λειτουργικά Συστήματα Υπολογιστών 7ο Εξάμηνο, 2016-2017 Διαχείριση

Διαβάστε περισσότερα

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες!

i Όλες οι σύγχρονες ΚΜΕ είναι πολυπλοκότερες! Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Κεντρική Επεξεργασίας (Σχεδιασμός και λειτουργία μιας απλής ΚΜΕ) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Η υπολογιστική

Διαβάστε περισσότερα

Αποθήκευση εδομένων. ομή ενός Σ Β. Εισαγωγή Το «εσωτερικό» ενός ΜΕΡΟΣ Β : Η (εσωτερική) αρχιτεκτονική ενός Σ Β είναι σε επίπεδα

Αποθήκευση εδομένων. ομή ενός Σ Β. Εισαγωγή Το «εσωτερικό» ενός ΜΕΡΟΣ Β : Η (εσωτερική) αρχιτεκτονική ενός Σ Β είναι σε επίπεδα Αποθήκευση εδομένων Βάσεις Δεδομένων 2009-2010 Ευαγγελία Πιτουρά 1 ΜΕΡΟΣ Β : Εισαγωγή Το «εσωτερικό» ενός Σ Β ομή ενός Σ Β Η (εσωτερική) αρχιτεκτονική ενός Σ Β είναι σε επίπεδα Τυπικά, κάθε σχέση σε ένα

Διαβάστε περισσότερα

Σχεδιασµός της Ιεραρχίας Μνήµης. Pedro Trancoso

Σχεδιασµός της Ιεραρχίας Μνήµης. Pedro Trancoso Σχεδιασµός της Ιεραρχίας Μνήµης Pedro Trancoso H&P Appendix C H&P Chapter 5 Μνήµη GIER Computer, Norway, ca. 1962 Micron, Automata Processor, 2014 2 1 Η Αρχή... Ideally one would desire an indefinitely

Διαβάστε περισσότερα

Ζητήµατα Απόδοσης. Ιεραρχία Μνήµης. Αναγκαιότητα για Ιεραρχία Μνήµης. Processor-DRAM Gap (latency) Ε-85: Ειδικά Θέµατα Λογισµικού

Ζητήµατα Απόδοσης. Ιεραρχία Μνήµης. Αναγκαιότητα για Ιεραρχία Μνήµης. Processor-DRAM Gap (latency) Ε-85: Ειδικά Θέµατα Λογισµικού Ε-85: Ειδικά Θέµατα Λογισµικού Προγραµµατισµός Συστηµάτων Υψηλών Επιδόσεων Χειµερινό Εξάµηνο 2009-10 «Ιεραρχία Μνήµης και Τεχνικές Βελτιστοποίησης» Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π.Δ. 407/80) Ζητήµατα Απόδοσης

Διαβάστε περισσότερα

ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ

ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΠΑΡΑΛΛΗΛΗ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΜΝΗΜΗ Πρωτόκολλα Συνέπειας Μνήµης σε Πολυεπεξεργαστικά Υπολογιστικά Συστήµατα ΤΜΗΜΑ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ & ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ ΥΨΗΛΩΝ ΕΠΙ

Διαβάστε περισσότερα

Τέτοιες λειτουργίες γίνονται διαμέσου του

Τέτοιες λειτουργίες γίνονται διαμέσου του Για κάθε εντολή υπάρχουν δυο βήματα που πρέπει να γίνουν: Προσκόμιση της εντολής (fetch) από τη θέση που δείχνει ο PC Ανάγνωση των περιεχομένων ενός ή δύο καταχωρητών Τέτοιες λειτουργίες γίνονται διαμέσου

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 4 : Ενδιάμεση Μνήμη (Cache Memory) Φώτης Βαρζιώτης 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής

Διαβάστε περισσότερα

ΗΥ220 Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων. Χειμερινό Εξάμηνο

ΗΥ220 Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων. Χειμερινό Εξάμηνο ΗΥ220 Εργαστήριο Ψηφιακών Κυκλωμάτων Δυναμικές Μνήμες DRAM Χειμερινό Εξάμηνο 2009 2010 Βασικό Block Diagram Υποσυστημάτων Μνήμης Word Line Address Decoder Memory cell 2 n word lines n Address Bits RAM/ROM

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών. Δρ.

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών. Δρ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Πληροφορική Ι Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών Δρ. Γκόγκος Χρήστος Υποσυστήματα αυτόνομου υπολογιστή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU)

Διαβάστε περισσότερα

1.1 ΑΣΚΗΣΗ ΛΥΣΗ 2.1 ΑΣΚΗΣΗ ΛΥΣΗ 3.1 ΑΣΚΗΣΗ

1.1 ΑΣΚΗΣΗ ΛΥΣΗ 2.1 ΑΣΚΗΣΗ ΛΥΣΗ 3.1 ΑΣΚΗΣΗ 1.1 ΑΣΚΗΣΗ i) Έστω ότι οι εντολές κινητής υποδιαστολής ευθύνονται για το 25% του χρόνου εκτέλεσης ενός προγράµµατος σε ένα µηχάνηµα. Προτείνεται να βελτιωθεί το υλικό που σχετίζεται µε αριθµούς κινητής

Διαβάστε περισσότερα

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control)

O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) O επεξεργαστής: Η δίοδος δεδομένων (datapath) και η μονάδα ελέγχου (control) 4 κατηγορίες εντολών: Σχεδίαση datapath Αριθμητικές-λογικές εντολές (add, sub, slt κλπ) R Type Εντολές αναφοράς στη μνήμη (lw,

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ενότητα 10: Ιεραρχία Μνήμης. Δρ. Μηνάς Δασυγένης mdasyg@ieee.org Εργαστήριο Ψηφιακών Συστημάτων και Αρχιτεκτονικής Υπολογιστών http://arch.icte.uowm.gr/mdasyg

Διαβάστε περισσότερα

Κύρια & Περιφερειακή Μνήµη

Κύρια & Περιφερειακή Μνήµη Κύρια & Περιφερειακή Μνήµη Κύρια Μνήµη RAM ROM Cache Περιεχόµενα Μονάδες Μαζικής Αποθήκευσης Μαγνητικοί ίσκοι Μαγνητικές Ταινίες Οπτικά Μέσα Ηκύρια µνήµη (Main Memory) Η κύρια µνήµη: Αποθηκεύει τα δεδοµένα

Διαβάστε περισσότερα

ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ

ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΜΝΗΜΩΝ. ΒΑΣΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ RAM CMOS. ΤΥΠΟΙ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΑΡΧΕΣ

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών (IΙI)

Οργάνωση Υπολογιστών (IΙI) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2016-17 Οργάνωση Υπολογιστών (IΙI) (συσκευές εισόδου-εξόδου) http://mixstef.github.io/courses/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα τυπικό

Διαβάστε περισσότερα

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Απόδοση ΚΜΕ. (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης)

Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Απόδοση ΚΜΕ. (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2016-17 Απόδοση ΚΜΕ (Μέτρηση και τεχνικές βελτίωσης απόδοσης) http://mixstef.github.io/courses/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας

Διαβάστε περισσότερα

Προηγμένοι Μικροεπεξεργαστές. Υποσύστημα Μνήμης

Προηγμένοι Μικροεπεξεργαστές. Υποσύστημα Μνήμης Προηγμένοι Μικροεπεξεργαστές Υποσύστημα Μνήμης An unbalanced system CPU Memory 2011-01-17 Εργαστήριο Ηλεκτρονικών Εφαρμογών 2 Memory Wall Στους πρώτους μικροεπεξεργαστές: Η μνήμη τόσο γρήγορη όσο και ο

Διαβάστε περισσότερα

Θέµατα Φεβρουαρίου

Θέµατα Φεβρουαρίου Θέµατα Φεβρουαρίου 2-2 cslab@ntua 2- Θέµα ο (3%): Έστω η παρακάτω ακολουθία εντολών που χρησιµοποιείται για την αντιγραφ από µια θέση µνµης σε µια άλλη (memory-to-memory copy): lw $2, ($) sw $2, 2($) i)

Διαβάστε περισσότερα

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ

ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΘΝΙΚΟ ΜΕΤΣΟΒΙΟ ΠΟΛΥΤΕΧΝΕΙΟ ΣΧΟΛΗ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΚΑΙ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΤΟΜΕΑΣ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ www.cslab.ece.ntua.gr ΠΡΟΗΓΜΕΝΑ ΘΕΜΑΤΑ

Διαβάστε περισσότερα

Ενότητα 4. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Αναπαράσταση δεδοµένων. Αναπαράσταση πληροφορίας. υαδικοί αριθµοί. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07

Ενότητα 4. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Αναπαράσταση δεδοµένων. Αναπαράσταση πληροφορίας. υαδικοί αριθµοί. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 Ενότητα 4 Εισαγωγή στην Πληροφορική Κεφάλαιο 4Α: Αναπαράσταση πληροφορίας Κεφάλαιο 4Β: Επεξεργαστές που χρησιµοποιούνται σε PCs Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Εισαγωγή

Διαβάστε περισσότερα

Σειρά Ασκήσεων 10: Εικονική Μνήμη (Virtual Memory)

Σειρά Ασκήσεων 10: Εικονική Μνήμη (Virtual Memory) ΗΥ-225: Οργάνωση Υπολογιστών Άνοιξη 2012 Τμ. Επ. Υπολογιστών Πανεπιστήμιο Κρήτης Σειρά Ασκήσεων 10: Εικονική Μνήμη (Virtual Memory) Παράδοση: Δευτέρα 30 Απριλίου 2012 (βδ. 10.1) σε χαρτί, στο μάθημα Βιβλίο

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών

Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση Υπολογιστών Επιμέλεια: Γεώργιος Θεοδωρίδης, Επίκουρος Καθηγητής Ανδρέας Εμερετλής, Υποψήφιος Διδάκτορας Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών και Τεχνολογίας Υπολογιστών 1 Άδειες Χρήσης Το παρόν υλικό

Διαβάστε περισσότερα

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών

Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Υ- 01 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Ιεραρχία μνήμης: προχωρημένα θέματα, μέρος 2 ο Αρης Ευθυμίου Το σημερινό μάθημα Compiler op

Διαβάστε περισσότερα

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Διαχείριση μνήμης III

ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Διαχείριση μνήμης III ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ Διαχείριση μνήμης III Υλικό από: Tanenbaum, Modern Operating Systems,Structured Computer Organization Stallings, Operating Systems: Internals and Design Principles. Silberschatz,

Διαβάστε περισσότερα

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΜΝΗΜΕΣ. (c) Αμπατζόγλου Γιάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ17

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΜΝΗΜΕΣ. (c) Αμπατζόγλου Γιάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ17 ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΜΝΗΜΕΣ Μνήμες (Memory) - Είναι ημιαγώγιμα κυκλώματα που μπορούν να αποθηκεύσουν ένα σύνολο από δυαδικά ψηφία (bit). - Μια μνήμη αποθηκεύει λέξεις (σειρές από bit). - Σε κάθε

Διαβάστε περισσότερα

Λειτουργικά Συστήματα (ΗΥ321)

Λειτουργικά Συστήματα (ΗΥ321) Λειτουργικά Συστήματα (ΗΥ321) Διάλεξη 7: Εικονική Μνήμη Σελιδοποίηση & Πίνακες Σελίδων Ιδεατή Μνήμη Βασισμένη σε Σελίδες (Σελιδοποίηση) Σπάσε τη μνήμη σε κομματάκια σταθερού μεγέθους (σελίδες) Δίλλημα:

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 5. Κεφ. 5 Λειτουργικά Συστήματα 1

Κεφάλαιο 5. Κεφ. 5 Λειτουργικά Συστήματα 1 Λειτουργικά Συστήματα Κεφάλαιο 5 Κεφ. 5 Λειτουργικά Συστήματα 1 Διαχείριση Κεντρικής Μνήμης Στην Κεντρική (κύρια) Μνήμη του Η/Υ αποθηκεύονται ανα πάσα στιγμή όλα τα προγράμματα που εκτελούνται στην ΚΜΕ

Διαβάστε περισσότερα