Ch­¬ng Ii

1. Tổ chức bộ nhớ theo phân cấp 

-Đặt vấn đề: tốc độ truy cập bộ nhớ chính tg đối chậm so vs k.năng của CPU và dung lượng của bộ nhớ chính cũng khá hạn chế nên cũng hạn chế khả năng của CPU.

- Phương pháp giải quyết: thêm bộ nhớ có cập độ truy cập cao đó là bộ nhớ TRAM và sử dụng thêm thiết bị  lưu trữ ngoài như đĩa từ, đĩa cứng để tăng dung lượng.

- Cách tổ chức:

-Ý tưởng:tại 1 thời khoảng thì các lệnh và dữ liệu đc sử dụng đều nằm ở 1 khu vực tg đối nhỏ trog bộ nhớ chính

-Cơ sở của việc quản lý hệ thống bộ nhớ có phân cấp mà trong đó bao gồm nhiều loại thiết bị nhớ khác nhau là dựa trên ngly quy chiếu phân vùng.

- Dựa vào các đặc tính của các cấp bộ nhớ chia làm 2 mức: cache bộ nhớ chính(cache + bộ nhớ chính) và bộ nhớ ảo(bộ nhớ chính và bộ nhớ ngoài)

2. Tổ chức cache(Trường hợp mỗi khối chứa một từ (hoặc 1 byte) dữ liệu

a) Thao tác đọc  bộ nhớ

- Giả sử có bộ nhớ chính có BUS địa chỉ 24 bít và cache có 4 khối. Khi một từ (1byte) dữ liệu được đọc thì CPU cung cấp địa chỉ cho bộ điều khiển bộ nhớ. Bộ điều khiển bộ nhớ tách địa chỉ 24 bit làm hai phần như hình dưới:(hình) 

 -2 bit địa chỉ thấp nhất được đặt vào thanh ghi địa chỉ MAR của cache. Các bit này xác định vị trí (thứ tự) khối cần tìm trong cache.

- 22 bit địa chỉ cao mô tả số hiệu thẻ. Số hiệu thẻ là con số xác định vị trí của khối nhớ trong bộ nhớ.

Thao tác đọc dữ liệu từ bộ nhớ được tiến hành như  sau:

- B1: bộ điều khiển cache đọc khối dữ liệu trong cache tại vị trí có số thứ tự trùng với phân số thứ tự khối trong địa chỉ trên BUS.

- B2: bộ  điều khiển cache xác  định xem số hiệu thẻ của khối trong cache này có trùng với số hiệu thẻ trong địa chỉ BUS hay không.

- B3: nếu trùng thì việc quy chiếu là "trùng" và một từ dữ liệu được đọc từ cache vào CPU. Nếu không trùng (trường hợp "trượt") thì từ dữ liệu phải được lấy từ bộ nhớ chính. Trong trường hợp "trượt" cần phải sao lưu dữ liệu trong cache vào bộ nhớ chính theo địa chỉ của nó, sau đó mới nạp dữ liệu mới cùng với thẻ của nó vào cache và đặt bit cờ F = 0 (ghi nhận nội dung cache trùng với nội dung bộ nhớ chính) và dữ liệu được cung cấp cho CPU.

b) Thao tác ghi bộ nhớ

- Có một vài kỹ thuật được dùng để ghi dữ liệu vào bộ nhớ chính khi thực hiện các lệnh ghi bộ nhớ: Kỹ thuật ghi xuyên (write through) và kỹ thuật sao lưu (copy back).

+ Ở loại cache ghi xuyên (write through) dữ liệu được ghi lên cả cache lẫn bộ nhớ chính cùng một lúc, không dùng đến bit cờ F. Kỹ thuật này làm cho thời gian ghi bộ nhớ tăng lên.

+Ở loại cache sao lưu (copy back) thì dữ liệu chỉ được ghi vào cache và bit cờ F được lập (F = 1),ghi nhận nội dung cache khác với nội dung bộ nhớ chính. Sau đó nếu khối dữ liệu cần được thay thế bằng khối dữ liệu khác từ bộ nhớ chính (trường hợp "trượt") thì bit cờ F được kiểm tra để xác định xem có cần thực hiện thao tác sao lưu này không, nếu F = 1 thì cần thực hiện sao lưu, nếu F = 0 thì không cần sao lưu. Kỹ thuật này làm tăng tốc độ thao tác với bộ nhớ và được gọi là kỹ thuật sao lưu có dựng cờ

Hình 1 chương 1 câu 3 :

Hình 2 chương1 câu 3 :

Bảng câu chương 1 câu 5 :

Bảng chương 1 câu 6 :

Bảng 2 chương 1 câu 6

Chu kỳ

1

2

3

4

5

6

7

FI

DI

GOA

FO

EI

GOA

FO

EI

FI

DI

GOA

FO

EI

GOA

FO

EI

FI

DI

GOA

FO

EI

GOA

FO

EI

hình chương 2 câu 2