Операционные системы: управление памятью. Макаров П.С. - 58 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

УлГТУ | Ульяновск

Составители: 

Рубрика: 

При каждом обращении к основной памяти по физическому адресу
просматривается содержимое кэш-памяти с целью определения, не находятся
ли там нужные данные. Кэш-память не является адресуемой, поэтому поиск
нужных данных осуществляется по содержимому — по взятому из запроса
значению поля адреса в оперативной памяти. Далее возможен один из двух
вариантов развития
событий:
Q, если данные обнаруживаются в кэш-памяти, то есть произошло кэш-
попадание (cache-hit), они считываются из нее и результат передается
источнику запроса;
Ц, если нужные данные отсутствуют в кэш-памяти, то есть произошел
кэш-промах (cache-miss), они считываются из основной памяти, передаются
источнику запроса и одновременно с этим копируются в кэш-память
.
Интуитивно понятно, что эффективность кэширования зависит от вероятности
попадания в кэш. Покажем это путем нахождения зависимости среднего време-
ни доступа к основной памяти от вероятности кэш-попаданий. Пусть имеется
основное запоминающее устройство со средним временем доступа к данным tl
и кэш-память, имеющая время доступа t2, очевидно, что t2<tl. Пусть t – среднее
время доступа
к данным в системе с кэш-памятью, ар – вероятность кэш-попа-
дания. По формуле полной вероятности имеем:
t * 1Д1 - р) + t2p = (t2 -t)p +* t,
Среднее время доступа к данным в системе с кэш-памятью линейно
зависит от вероятности попадания в кэш и изменяется от среднего времени
доступа в основное запоминающее устройство tl при р=0 до среднего
времени
доступа непосредственно в кэш-память t2 при р=1. Отсюда видно, что
использование кэш-памяти имеет смысл только при высокой вероятности кэш-
попадания.
Вероятность обнаружения данных в кэше зависит от разных факторов,
таких, например, как объем кэша, объем кэшируемой памяти, алгоритм
замещения данных в кэше, особенности выполняемой программы, время ее
работы, уровень
мультипрограммирования и других особенностей
вычислительного процесса. Тем не менее в большинстве реализаций
кэш-памяти процент кэш-попаданий оказывается весьма высоким — свыше
90%. Такое высокое значение вероятности нахождения данных в кэш-памяти
объясняется наличием у данных объективных свойств: пространственной и
временной локальности.
58

Страницы