Λύσεις — Μάθημα 3.6 · Λειτουργίες Μνήμης (Έλεγχος Γνώσεων, σελ. 110)
Απαντήσεις στις ερωτήσεις του βιβλίου για τις λειτουργίες μνήμης και τη λανθάνουσα μνήμη.
Στάδια ανάγνωσης
Ερώτηση: Ποια είναι τα βασικά στάδια της ανάγνωσης μιας μνήμης;
Απάντηση:
-
- Δίνεται η διεύθυνση που θέλουμε να διαβάσουμε.
-
- Ενεργοποιείται το CS (chip select) — επιλογή μνήμης.
-
- Το περιεχόμενο της θέσης εμφανίζεται στις γραμμές δεδομένων.
-
- Ολοκλήρωση της ανάγνωσης.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Διεύθυνση → CS → εμφάνιση δεδομένων → ολοκλήρωση (4 βήματα).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: σωστή σειρά των 4 βημάτων.
Χρόνος κύκλου ανάγνωσης
Ερώτηση: Τι ονομάζουμε χρόνο κύκλου ανάγνωσης;
Απάντηση:
- Τον ελάχιστο χρόνο μεταξύ δύο διαδοχικών αναγνώσεων διαφορετικών θέσεων μνήμης.
- Είναι χαρακτηριστικός της ταχύτητας της μνήμης (π.χ. 10 ns → 100 εκατ. αναγνώσεις/s).
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ο ελάχιστος χρόνος μεταξύ δύο διαδοχικών αναγνώσεων — δείχνει την ταχύτητα της μνήμης.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: ελάχιστος χρόνος μεταξύ αναγνώσεων.
Χρόνοι εγγραφής
Ερώτηση: Τι ονομάζουμε χρόνο εφαρμογής δεδομένων και τι χρόνο κύκλου εγγραφής;
Απάντηση:
- Χρόνος εφαρμογής δεδομένων (tDW): ο χρόνος που πρέπει τα δεδομένα να παραμείνουν σταθερά στην είσοδο για να γραφτούν σωστά.
- Χρόνος κύκλου εγγραφής (tWCY): ο συνολικός χρόνος μιας εγγραφής (άθροισμα των βημάτων) — δείχνει την ταχύτητα εγγραφής.
Σύνοψη: (ενδεικτική) tDW = χρόνος που τα δεδομένα μένουν σταθερά· tWCY = συνολικός χρόνος μιας εγγραφής.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: σωστή διάκριση των δύο χρόνων.
Λανθάνουσα μνήμη
Ερώτηση: Τι ονομάζουμε λανθάνουσα μνήμη;
Απάντηση:
- Μια μικρή & γρήγορη μνήμη που παρεμβάλλεται ανάμεσα στον επεξεργαστή και την κύρια μνήμη.
- Κρατά αντίγραφο των πρόσφατα χρησιμοποιούμενων θέσεων της κύριας μνήμης, ώστε οι προσπελάσεις να γίνονται γρήγορα.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Ενδιάμεση, μικρή & γρήγορη μνήμη μεταξύ επεξεργαστή & κύριας μνήμης, με αντίγραφο πρόσφατων θέσεων.
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: θέση (ενδιάμεση) + ρόλος (γρήγορο αντίγραφο).
Τακτικές διαγραφής
Ερώτηση: Ποιες τακτικές υπάρχουν για τη διαγραφή μιας λέξης της λανθάνουσας μνήμης;
Απάντηση:
- Διαγραφή με βάση το χρόνο παραμονής (FIFO – first in, first out): διαγράφεται η γραμμή που έχει παραμείνει περισσότερο χρόνο στη λανθάνουσα μνήμη, δηλαδή η παλαιότερη χρονικά εγγραφή.
- Διαγραφή με βάση τη λιγότερη χρήση (LRU – least recently used): διαγράφεται η γραμμή που έχει μείνει αχρησιμοποίητη περισσότερο χρόνο· έτσι μια παλιά εγγραφή που χρησιμοποιείται συχνά δεν διαγράφεται.
Σύνοψη: (ενδεικτική) FIFO (παλαιότερη γραμμή) και LRU (λιγότερο πρόσφατα χρησιμοποιημένη).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: οι δύο τακτικές με το κριτήριο επιλογής τους.
Συμφωνία cache–κύριας
Ερώτηση: Με ποιους τρόπους τα περιεχόμενα της κύριας μνήμης και της λανθάνουσας είναι σε συμφωνία;
Απάντηση:
- Διεγγραφή (write through): η εγγραφή γίνεται ταυτόχρονα και στην κύρια και στη λανθάνουσα μνήμη → δεν υπάρχει περίπτωση να έχουν διαφορετικές τιμές.
- Επανεγγραφή (write on): η εγγραφή γίνεται μόνο στη λανθάνουσα μνήμη· το περιεχόμενο της κύριας μνήμης ενημερώνεται μόνο όταν χρειαστεί να διαγραφεί η γραμμή από τη λανθάνουσα μνήμη.
Σύνοψη: (ενδεικτική) Διεγγραφή (ταυτόχρονη εγγραφή σε cache & κύρια) και επανεγγραφή (μόνο cache, ενημέρωση κύριας στη διαγραφή).
Κριτήρια αξιολόγησης:
- Κριτήριο: οι δύο μέθοδοι με τη διαφορά τους στη στιγμή ενημέρωσης της κύριας.