Λύσεις — Μάθημα 3.6 · Λειτουργίες Μνήμης (Έλεγχος Γνώσεων, σελ. 110) – ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΚΑΙ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΩΝ

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:

• 1. Δίνεται η διεύθυνση που θέλουμε να διαβάσουμε.
• 2. Ενεργοποιείται το CS (chip select) — επιλογή μνήμης.
• 3. Το περιεχόμενο της θέσης εμφανίζεται στις γραμμές δεδομένων.
• 4. 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.