ATIVIDADE 12

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1. Explique o funcionamento do mapeamento de cache tipo direto.
No mapeamento direto, cada bloco da memória principal é mapeado para uma linha do cache, cada linha da cache possui 3 campos, índice (ou linha), tag e o endereço da palavra. O tag é usado para validar se a linha procurada é a mesma que esta na cache.
2. Explique o funcionamento do mapeamento de cache tipo associativo.
No mapeamento associativo, para verificar se a linha esta na cache, é comparado a tag de cada linha na cache com a tag do endereço apresentado pela CPU. Se achou, então os bytes da palavra são transferidos para a CPU, caso contrario, busca-se o endereço na MP e guarda na cache.
3. Explique o funcionamento do mapeamento de cache tipo associativo por conjunto.
No caso de mapeamento associativo e associativo por conjunto, usa-se um algoritmo de substituição para fazer a escolha. Para maior velocidade, tal algoritmo é implementado em hardware.
4. Apresente uma vantagem e uma desvantagem do mapeamento direto em relação ao mapeamento associativo.
A vantagem é que o mapeamento direto é mais simples, barato e rápido do que o mapeamento associativo, porem a desvantagem é que ele tem um mal aproveitamento do cache, já o mapeamento associativo possui uma melhor distribuição da informação no cache.
5. Para que serve o campo bit de validade presente na memória cache.
Em memórias cache modernas as linhas de dados e de endereços são também conectadas a áreas de armazenamento temporário de dados e de endereços que se conectam ao barramento do sistema, por meio do qual é feito o acesso à memória principal.
6. Explique como funciona o algoritmo de substituição randômica do sistema de memória.
Escolhe um bloco ao acaso para ser substituído; Implementação em hardware: contador; Contador é incrementado a cada ciclo de relógio; Quando a substituição é necessária, escolhe-se o bloco cujo endereço é igual ao valor atual do contador.
7. Explique como funciona o algoritmo de substituição FIFO do sistema de memória.
É um algoritmo de escalonamento não preemptivo que entrega a CPU os processos pela ordem de chegada. Ele executa o processo como um todo do início ao fim não interrompendo o processo executado até ser finalizado, então quando um novo processo chega e existe um ainda em execução ele vai para uma fila de espera. Esta fila de espera nada mais é do que uma fila que organiza os processos que chegam até eles serem atendidos pela CPU.
8. Explique como funciona o algoritmo de substituição LRU do sistema de memória.
O LRU (Least Recently Used) é um algoritmo de substituição de página que apresenta um bom desempenho substituindo a página menos recentemente usada. ... Por exemplo, LRU-2 substituirá a página que teve seu penúltimo acesso feito há mais tempo e LRU-3 observará o antepenúltimo e assim por diante.
9. Quais as três possíveis causas de falha de cache? Explique cada uma delas.
· Compulsórias: Falhas causadas pelo primeiro acesso a um bloco que nunca esteve na cache.
· Capacidade: Falhas causas quando a cache não consegue conter todos os blocos necessários durante a execução de um programa, ou seja, elas acontecem quando os blocos são substituídos e depois recuperados.
· Conflito: Ocorrem quando vários blocos disputam o mesmo conjunto, ou seja, quando se tem mapeamento direto ou mapeamento associativo por conjunto. Também chamadas de falhas de colisão.
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10. Explique como funciona a política de escrita write‐through do sistema de memória.
A cada vez que um elemento é colocado no cache, ele também é gravado no local de armazenamento original. Alternativamente, pode ser utilizada a política de write-back (escrever de volta), onde as escritas não são diretamente espelhadas no armazenamento. Ao invés, o mecanismo de cache identifica quais de seus elementos foram sobrepostos (marcados como sujos) e somente essas posições são colocadas de volta nos locais de armazenamento quando o elemento for retirado do cache. Por essa razão, quando ocorre um cache miss (erro de acesso ao cache pelo fato de um elemento não existir nele) em um cache com a política write-back, são necessários dois acessos à memória: um para recuperar o dado necessário e outro para gravar o dado que foi modificado no cache.
11. Explique como funciona a política de escrita write‐back do sistema de memória.
O mecanismo de write-back pode ser accionado por outras políticas também. O cliente pode primeiro realizar diversas mudanças nos dados do cache e depois solicitar ao cache para gravar os dados no dispositivo de uma única vez.
Os dados disponíveis nos locais de armazenamento original podem ser modificados por outras entidades diferentes, além da própria cache. Nesse caso, a cópia existente na cache pode se tornar inválida. Da mesma forma, quando um cliente atualiza os dados no cache, as cópias do dado que estejam presentes em outros caches se tornarão inválidas. Protocolos de comunicação entre gerentes de cache são responsáveis por manter os dados consistentes e são conhecidos por protocolos de coerência.
12. Os endereços 0, 22, 21, 12, 4, 13, 14, 15 são acessados em sequência em uma memória de capacidade 32 bytes. Considerando que a cache use mapeamento direto e 08 linhas de um byte cada e está inicialmente vazia, indique cada referência na lista como um acerto ou falha e mostre o conteúdo final da cache.
Não consegui responder essa pergunta.