Aula 04 TAAC 2017 2 v2

Prévia do material em texto

Tópicos Avançados em 
Arquitetura de Computadores
Professor: André Sobral
e-mail: asobral@unicarioca.edu.br
Ciência da Computação
Sumário
� Introdução;
� Componentes;
� Memória Principal;
� Memória Cache;
� Processadores
Sistema de Computação
Memória Cache
� Mapeamento de Dados MP/MC:
Sistema de Computação
� Por conta da grande diferença de tamanho entre a MP e 
MC, existe uma grande quantidade de blocos da MP que 
precisarão ser armazenados nas poucas linhas da MC.
� Há uma necessidade de se determinar um meio de 
determinar em qual linha um bloco específico será 
armazenado.
� A relação não pode ser 1:1 entre as memórias.
� Necessita estabelecer um método de mapeamento entre 
os blocos da MP e as linhas da MC.
Memória Cache
� Mapeamento de Dados MP/MC:
Sistema de Computação
� Existem três formas de mapeamento:
� Mapeamento direto;
� Mapeamento associativo;
� Mapeamento associativo por conjunto.
Memória Cache
� Mapeamento de Dados MP/MC:
Sistema de Computação
� Mapeamento Direto:
� Cada bloco da MP tem uma linha da MC previamente 
definida;
� Vários blocos serão destinados para uma mesma 
linha;
� Existe uma regra a ser seguida para a escolha da 
linha específica de cada bloco;
� Os X primeiros bytes da MP constituirão o Bloco 0 o 
qual estará previamente destinado para a linha 0 da 
MC.
Memória Cache
� Mapeamento de Endereços:
Sistema de Computação
Memória Cache
� Mapeamento de Dados MP/MC:
Sistema de Computação
� Mapeamento Direto:
� Exemplo: MP possui 64 células de 1 byte e a MC 
possui 16 bytes divididos em 4 linhas com 4 bytes 
cada. Cada linha pode armazenar 4 blocos, um de 
cada vez.
Cada endereço da MP = 6 bits 
Total de Blocos = 16
Capacidade da MC = 16 bytes
Total de linhas = 4
Cada endereço da MC = 2 bits
Memória Cache
� Mapeamento de Dados MP/MC:
Sistema de Computação
� Mapeamento Direto:
� O endereço da célula da MP precisa ser interpretado 
pelo sistema de controle da MC:
� Tag: define que bloco está armazenado no 
momento na linha especificada;
� Linha: indica o endereço da linha;
� Byte: indica qual byte está sendo solicitado
Memória Cache
� Mapeamento de Endereços:
Sistema de Computação
MAPEAMENTO 
DIRETO
Memória Cache
� Mapeamento de Endereços:
Sistema de Computação
Memória Cache
� Mapeamento Direto:
Sistema de Computação
� Considere uma MP com espaço de endereçamento de 4 GB. A MC 
tem capacidade de 64KB dividida em 1K linhas.
Determine o formato do endereço para ser interpretado pelo sistema
de controle da cache.
MP = 4 GB = 232 = endereço de 32 bits
64 bytes bloco
64 bytes por linha
6 bits para 
representar cada Byte
MC = 64 KB = 1024 linhas de 64 bytes
Total de Blocos da MP = 4GB/64B =
232 / 26 = 226
Endereço do bloco de 26 bits
Total de linhas da MC = 64KB / 64 B = 1024 linhas = 
Endereço da linha possui 10 bits
65.536 blocos atribuídos à cada linha
Memória Cache
� Mapeamento Direto:
Sistema de Computação
� Considere uma MP com 64 MB de capacidade associada a uma MC 
que possui 2K linhas, cada uma com largura de 16 bytes. Determine 
o formato do endereço para ser interpretado pelo sistema de controle
da cache.
MP = 64 MB = 226 = endereço de 36 bits
Tag = Total de Blocos / Total de Linhas
= 222 / 211 = 211
MC = 2048 linhas de 16 Bytes
L = 2K = 211
Linha = 16 Bytes = 24
Total de Blocos = 64 MB / 16 B
= 226 / 24 = 222
Memória Cache
� Mapeamento Direto:
Sistema de Computação
� Seja uma MP constituída de blocos com largura de 32 Bytes, 
associada a uma MC com 128 Kbytes. Em dado instante o 
processador realiza um acesso, colocando o seguinte endereço
3FC92B6. Determine qual deverá ser o valor binário que será
localizada pelo sistema de controle de cahe.
Endereço da MP = 7 algarismos em hexadecimal 
= 7 x 4 bits = 28 bits
Quantidade de linhas = Total MC / Largura do Bloco
= 128 KB / 32 B = 217 / 25 = 212
= 12 bits para linha 
Bloco de 32 bytes = 32 Linhas = 25
= 5 bits para Campo byte 
Memória Cache
� Mapeamento Direto:
Sistema de Computação
� Seja uma MP constituída de blocos com largura de 32 Bytes, 
associada a uma MC com 128 Kbytes. Em dado instante o 
processador realiza um acesso, colocando o seguinte endereço
3FC92B6. Determine qual deverá ser o valor binário que será
localizada pelo sistema de controle de cahe.
Campo Tag = 28 – 12 – 5 = 11 bits
Endereço 3FC92B6 = 0011 1111 1100 1001 0010 1011 0110
Dividindo pelos campos:
Endereço da linha desejada é : 010010010101
Próxima Aula
� Aplicação da AV1
Sistema de Computação