ESCUELA SUPERIOR POLITCNICA DE CHIMBORAZO

SEMESTRE ABRIL 2015 AGOSTO 2015TAREA No. __2__IDENTIFICACIONFacultad:Informtica y Electrnica

Carrera:Ingeniera En Electrnica, Telecomunicaciones Y Redes

Materia:Arquitectura de computadoras

Semestre:Quinto

Docente:Ing. Wilson Ziga

Integrantes:Alex Rea(674)

Fecha:16/06/15

Calificacin

Revisado

TEMA: Diseo de Memorias CacheOBJETIVO GENERAL

Comprender los parmetros bajo los cuales son creadas las memorias cache.

OBJETIVOS ESPECFICOS

Investigar sobre proceso que se sigue para crear una memoria cache. Identificar los elementos de una memoria cache.MARCO TERICOCach (informtica)Eninformtica, lacaches lamemoriade acceso rpido de unacomputadora, que guarda temporalmente los datos recientemente procesados (informacin).

La memoria cach es unbferespecial de memoria que poseen las computadoras, que funciona de manera similar a la memoria principal, pero es de menor tamao y de acceso ms rpido. Es usada por elmicroprocesadorpara reducir el tiempo de acceso a datos ubicados en la memoria principal que se utilizan con ms frecuencia.

Cuando se accede por primera vez a un dato, se hace una copia en la cach; los accesos siguientes se realizan a dicha copia, haciendo que sea menor el tiempo de acceso medio al dato. Cuando el microprocesador necesita leer o escribir en una ubicacin en memoria principal, primero verifica si una copia de los datos est en la cach; si es as, el microprocesador de inmediato lee o escribe en la memoria cach, que es mucho ms rpido que de la lectura o la escritura a la memoria principal.

Fig. 1 Diagrama de una memoria cach de CPU.DiseoEn el diseo de la memoria cach se deben considerar varios factores que influyen directamente en el rendimiento de la memoria y por lo tanto en su objetivo de aumentar la velocidad de respuesta de la jerarqua de memoria, estos factores son las polticas de ubicacin, extraccin, reemplazo y escritura.

Poltica de ubicacin

Decide dnde debe colocarse un bloque de memoria principal que entra en la memoria cach. Las ms utilizadas son:

Directa: Al bloque i-simo de memoria principal le corresponde la posicin i mdulo n, donde n es el nmero de bloques de la memoria cach. Cada bloque de la memoria principal tiene su posicin en la cach y siempre en el mismo sitio. Su inconveniente es que cada bloque tiene asignada una posicin fija en la memoria cach y ante continuas referencias a palabras de dos bloques con la misma localizacin en cach, hay continuos fallos habiendo sitio libre en la cach.

Asociativa: Los bloques de la memoria principal se alojan en cualquier bloque de la memoria cach, comprobando solamente la etiqueta de todos y cada uno de los bloques para verificar acierto. Su principal inconveniente es la cantidad de comparaciones que realiza.

Asociativa por conjuntos: Cada bloque de la memoria principal tiene asignado un conjunto de la cach, pero se puede ubicar en cualquiera de los bloques que pertenecen a dicho conjunto. Ello permite mayor flexibilidad que la correspondencia directa y menor cantidad de comparaciones que la totalmente asociativa.

Poltica de extraccin

La poltica de extraccin determina cundo y qu bloque de memoria principal hay que traer a memoria cach. Existen dos polticas muy extendidas:

Por demanda: un bloque slo se trae a memoria cach cuando ha sido referenciado y no se encuentre en memoria cach.

Con prebsqueda: cuando se referencia el bloque i-simo de memoria principal, se trae adems el bloque (i+1)-simo. Esta poltica se basa en la propiedad de localidad espacial de los programas.

Poltica de reemplazo

Determina qu bloque de memoria cach debe abandonarla cuando no existe espacio disponible para un bloque entrante. Bsicamente hay cuatro polticas:

Aleatoria: el bloque es reemplazado de forma aleatoria. FIFO: se usa el algoritmo First In First Out (FIFO) (primero en entrar primero en salir) para determinar qu bloque debe abandonar la cach. Este algoritmo generalmente es poco eficiente. Menos recientemente usado (LRU): Sustituye el bloque que hace ms tiempo que no se ha usado en la cach, traeremos a cach el bloque en cuestin y lo modificaremos ah. Menos frecuencias usadas (LFU): Sustituye el bloque que ha experimentado menos referencias.

Poltica de Actualizacin o Escritura

Determinan el instante en que se actualiza la informacin en memoria principal cuando se hace una escritura en la memoria cach.

Escritura Inmediata:Se escribe a la vez en Memoria cach y Memoria principal.Desventaja:genera cuello de botella. Escritura Aplazada:Actualiza nicamente la Memoria cach luego de la modificacin de sus datos. Cuando el bus de sistema se encuentra libre, actualiza la memoria principal. Esto puede generar que los perifricos lean datos errneos, pero es poco frecuente.

Escritura Obligada:Actualiza nicamente la Memoria cach luego de la modificacin de sus datos. Cuando no hay otra alternativa, actualiza la memoria principal. Esto puede producirse por cualquiera de estas causas:

1. Se accede a la posicin de memoria principal modificada en la cach. Antes de permitir la lectura/escritura, debe actualizarse el dato en la memoria principal.2. Debe eliminarse una lnea de la cach, entonces se actualiza la memoria principal (en caso de ser necesario) antes de proceder a la eliminacin.[1]

Poltica de bsqueda

Dictan cuando transferir un bloque de MP a memoria cache:

Bsqueda bajo demanda: Cuando se produce un fallo de cache, se busca el bloque deseado y se transfiere a cache.

Bsqueda anticipada: En este caso el bloque se lleva a cache antes de ser demandado. Se busca con esto reducir la tasa de fallos y la poltica normal es trasladar un bloque (i el referenciado) y el siguiente (i +1 principio de localidad).[2]

CONCLUSIONES

Mediante la memoria cache se guardan informacin de una manera ms rpida debido a su alta velocidad. En la memoria cache se aprovecha la localidad temporal es decir se guardan temporalmente informacin que se requerir despus. Procesar un fallo de cache significa bloquear el procesador. Escribir en memoria supone un problema adicional debido a su limitada capacidad.

BIBLIOGRAFA1.- https://es.wikipedia.org/wiki/Cach%C3%A9_(inform%C3%A1tica)2.-memoria cache, universidad de Nebrija, departamento de arquitectura de computadores.