Выравнивание на границу слова
Размещение данных при способе размещения без выравнивания:
Результат: поскольку многие соседние слова данных оказались либо в одном банке, либо одно слово переходит через границу банка – чередование не работает и выборка данных замедляется в два раза.
Размещение данных при способе размещения с выравниваем на границу слова:
Результат: каждое очередное слово – в отдельном банке.
Недостаток размещения с выравниванием: неэкономное расходование памяти.
При программировании на языках высокого уровня транслятор по своему усмотрению размещает данные без выравнивания, либо с выравниванием. Программист может вмешаться в работу трансляторов и в настройках транслятора указать, какой способ размещения следует использовать.
Конвейерная память
Современная схема памяти состоит в следующем:
1. Память разбивается на множество банков, N – число банков или число ступеней конвейера.
2. Память распределяется между банками так, что слова памяти, относящиеся к различным банкам, чередуются.
3. Если поступает запрос на чтение данных из некого банка i, контроллер кроме чтения из банка i также организует упреждающее чтение из следующих банков. Идея в том, что когда при последовательном чтении памяти дело дойдет до следующих банков, тем чтение заканчивается. Число банков N и длительность такта рассчитывается так, чтобы при последовательном чтении каждое новое слово успевало прочитаться ровно за один такт. Если очередное обращение окажется не последовательным ( случайным ), то есть последует не в тот банк, в котором контроллер ожидал обращение, произойдет “перезапуск” конвейера, и первое слово после перезапуска будет читаться в течение N-такта.
Аппаратура и материалы
Для выполнения лабораторной работы необходим персональный компьютер со следующими характеристиками: процессор Intel с тактовой частотой 1800 МГц и выше, оперативная память – не менее 128 Мбайт, свободное дисковое пространство – не менее 500 Мбайт, устройство для чтения компакт – дисков, монитор типа Super VGA (число цветов – 256) с диагональю не менее 15 ². Программное обеспечение – операционная система WINDOWS 98 / NT / ME / 2000 / XP, пакет MathCAD, начиная с версии 2000 и выше , Visual C++ 6.0, Borland C 3.0 и выше.
Указания по технике безопасности
Техника безопасности при выполнении лабораторной работы совпадает с общепринятой для пользователей персональных компьютеров. В частности: самостоятельно не производить ремонт персонального компьютера, установку и удаление программного обеспечения; в случае неисправности персонального компьютера сообщить об этом обслуживающему персоналу лаборатории (оператору, администратору); соблюдать правила техники безопасности при работе с электрооборудованием; не касаться электрических розеток металлическими предметами; рабочее место пользователя персонального компьютера должно содержаться в чистоте; не разрешается возле персонального компьютера принимать пищу, напитки.
Содержание отчета и его форма
Отчет по лабораторной работе должен включать:
название лабораторной работы;
ответы на контрольные задания;
формулировки индивидуального задания и порядка его выполнения.
Отчет о выполнении лабораторной работы в письменном виде сдается преподавателю.
Задания
Объяснить, для какого случаях оптимизации программы (по скорости или по размеру программы), требуется выравнивание на границу слова.
Объяснить в чем состоят преимущества конвейерной памяти, по сравнению с памятью с чередованием.
Объяснить, почему при программировании современных вычислительных систем, часто наиболее выгодным оказывается алгоритм, обеспечивающий преимущественно последовательный доступ к памяти.