SCHEDA INFORMATIVA DI UNITÀ

Introduzione Esigenze di memoria per un sistema di calcolo –Dati –Istruzioni Obiettivi –Raggiungere i migliori compromessi costo/prestazioni per le applicazioni di uso corrente

Introduzione disk CD disk Disk Bus Memoria-I/O Processore Cache Memoria I/O controller I/O controller I/O controller I/O controller I/O controller I/O controller Display Network Registri Nell’architettura del sistema sono presenti diversi elementi di memoria A livello funzionale tali sezioni sono organizzate in modo gerarchico

La memorizzazione delle informazioni Esigenze –Elaborazione –Archiviazione Caratteristiche importanti –Velocità, Capacità, Persistenza, Costo Tecnologie più comuni –Elettronica: veloce, costosa, volatile –Magnetica: lenta, economica, permanente –Ottica: lenta, economica, difficilmente modificabile

Obiettivo di progetto Unire le tecnologie per giungere a una memoria, veloce, capace e persistente a costi di mercato

Località dei dati Località spaziale –se una l’istruzione entra in esecuzione, molto probabilmente ciò avverrà anche per le istruzioni ad essa adiacenti Motivazione –di solito le istruzioni sono eseguite in sequenza –i salti sono relativamente rari o comunque spesso privilegiano l’esecuzione di un ramo

Località delle istruzioni Località temporale –se un’istruzione entra in esecuzione in un certo istante, molto probabilmente la stessa istruzione sarà rieseguita dopo brevissimo tempo Motivazione –spesso le istruzioni rieseguite fanno parte di un ciclo, la cui presenza è giustificata solo se esso viene reiterato molte volte –i cicli brevi generalmente sono molto più numerosi di quelli lunghi –se un’istruzione appartenente a un ciclo entra in esecuzione è molto probabile che, entro il tempo di un’iterazione del ciclo, essa venga rieseguita

Principio di località dei programmi Località spaziale e temporale sono indipendenti Se valgono entrambi, sono riassunti nel principio di località spazio-temporale –se l’istruzione entra in esecuzione, con elevata probabilità dopo poco entrerà in esecuzione una istruzione memorizzata a breve distanza

Il principio di località dei programmi Le istruzioni del programma si possono raggruppare in “blocchi” di istruzioni consecutive I blocchi sono per esempio i “corpi” dei cicli più interni al programma –se un’istruzione (qualsiasi) di un blocco entra in esecuzione, allora l’intero blocco di istruzioni verrà eseguito –se un blocco (qualsiasi) entra in esecuzione, allora entro breve tempo lo stesso blocco verrà rieseguito

Gerarchie di memoria La memoria viene organizzata in livelli caratterizzati da velocità, dimensioni e costi diversi I blocchi possono essere trasferiti da un livello inferiore a uno superiore Cerco di tenere i blocchi di informazione usati più di frequente vicino alla CPU, per ottimizzare i tempi

Gerarchie di memoria PROCESSORE Livello 2 Livello 1 Livello 3 Trasferimento blocchi Il dimensionamento del numero di livelli e della loro dimensione deriva da analisi quantitative dell’applicazione da eseguire L’obiettivo della organizzazione gerarchica è fornire la sensazione di una memoria con la velocità del primo livello e la capacità dell’ultimo

Gerarchie di memoria PROCESSORE Livello 2 Livello 1 Livello 3 Velocità costo Memorie elettroniche Capacità Memoria massa Trasferimento blocchi

Riepilogo Esigenze –Ottimizzare costo e prestazioni della memoria Principio di località –Sono una piccola parte dei dati è rilevante Organizzazone a livelli –I dati invece acceduti meno frequentemente saranno memorizzati nei livelli inferiori, caratterizzati da capacità più elevate e costi inferiori. –Opportuni meccanismi garantiscono che i blocchi di dati migrino fra i vari livelli della gerarchia al fine di tenere sempre quelli più usati vicini alla CPU

SLIDE TEST DI UNITÀ DI AUTOVALUTAZIONE Rispondere Vero o Falso 1.Il principio di località vale solo per le istruzioni e non per i dati 2.L’organizzazione gerarchica della memoria consente di tenere i dati usati più frequentemente vicino alla CPU 3.Solo le memorie elettroniche possono essere organizzate in modo gerarchico 4.Sistemi con gerarchie di memoria non consentono di memorizzare permanentemente dei dati, quindi non si prestano a fornire funzioni di archiviazione.

Glossario Località spaziale Località temporale Località Gerarchie di memoria