КР2 (1184233)

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Синдеев Михаил, гр. 521

Контрольная работа №2.

1. Многоуровневый кэш

Представляет собой набор кэшей разного размера. У кэша меньшего размера ниже частота попадания (hit rate), но и меньше задержка при обращении (latency).

Параметры:

1) Количество кэшей (обычно 2 или 3)

2) Размер кэшей (например: L1 – 128 кб, L2 – 1024 кб)

3) Включительный/исключительный кэш (inclusive/exclusive). Включительная архитектура построения кэш-памяти (inclusive cache) подразумевает, что если строка содержится в кэше L1, то она также дублируется и в кэше L2, и, естественно, в основной памяти, т.е. каждая память более низкого уровня содержит в себе все содержимое памяти более высокого уровня. Эффективный размер кэша равен размеру большего кэша, т.е. L2.

При использовании исключительной архитектуры L2 не содержит копии кэша L1, а дублирует только write-back строки, модифицированные и ожидающие записи в основную память. Таким образом эффективный размер кэша равен L1+L2.

Учёт при программировании: при необходимости обработать одни и те же данные несколько раз (итерационно), наиболее эффективной будет обработка блоками по размеру кэша (т.е. берём 1-ый блок, применяем к нему все итерации, потом 2-ой блок и т.д.).

1. Влияние страничной организации ОЗУ на скорость вычислений

Страничная организация памяти замедляет вычисления. Она эффективна при частом переключении процессов (в многозадачной операционной системе), но работа каждого вычислительного процесса замедляется, по сравнению с тем, как он работал бы, являясь единственным процессом в памяти. При нехватке памяти происходит подкачка страниц на внешнюю память (жёсткий диск), что значительно замедляет работу.

1. Программирование с учётом расслоения памяти и выравнивания данных

Если известны параметры расслоения памяти на целевой архитектуре, для повышения производительности программы можно соответствующим образом выравнивать данные. Наиболее быстро происходят обращения по последовательным адресам. Например, при активной работе с двумя массивами их элементы можно чередовать.

1. Использование команд управления кэшем

На некоторых архитектурах имеются специальные команды управления кэшем. Например:

80486:

INVD (Invalidate Internal Caches)

WBINVD (Write Back and Invalidate Cache)

SSE:

MASKMOVQ, MOVNTPS, MOVNTQ, PREFETCH0, PREFETCH1, PREFETCH2, PREFETCHNTA, SFENCE

SSE 2:

CLFLUSH, LFENCE, MASKMOVDQU, MFENCE, MOVNTDQ, MOVNTI, MOVNTPD, PAUSE

Команды PREFETCH обеспечивают предварительную загрузку данных в кэш. Это ускоряет линейное чтение.

Механизм Write-Combining ускоряет линейную запись, если записываемые данные в ближайшее время не понадобятся для чтения (Non-Temporal Hint). При этом от процессора ожидается, что при кэш-промахе он не будет кэшировать строку памяти. Для этого используются команды MOVNTPS, MOVNTQ, MOVNTDQ и т.д.

1. Рекомендации по оптимальному управлению памятью при программировании

Операции с памятью:

• выделение памяти под переменную или массив

• освобождение ранее выделенной памяти

• возможность последующего повторного использования освобожденной памяти

В зависимости от языка программирования, данные операции могут автоматически генерироваться компилятором или же требовать их явное использование в программе.

Примеры:

Assembler – программист сам определяет операции работы с кучей (heap), например, разбивая память на блоки по 64 кб и храня связный список занятых блоков

C – библиотечные функции malloc/free

C++ – операторы new/delete и new[]/delete[]. По умолчанию вызывают malloc/free, но могут переопределяться программистом для более эффективной работы с памятью. Например, возможно заранее выделить большой фрагмент памяти, а потом распределять переменные в нём.

Java, C# – используется технология сборки мусора (garbare collection). С помощью счётчиков ссылок ненужные объекты удаляются из памяти автоматически. Возможно явное указание на ненужность объекта программистом и на действия при удалении объекта (методы Dispose() и Finalize() в C#).

Для оптимального управления памятью обычно имеет смысл исследовать программу профилировщиком (profiler) с целью выявления узких мест, связанных с выделением памяти и оптимизировать эти участки программы (например, сразу выделять всю необходимую память перед циклом, а не по частям внутри цикла).

2

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ответов (шпаргалок)