Circuitos eléctricos

Investigar los conceptos de:
Carga, Corriente, Energía, Voltaje, Potencia, Flujo magnético, Señales eléctricas: CD, CA, amplitud, frecuencia, fase, Impedancia, Reactancia Inductiva, Reactancia Capacitiva.

Arquitectura Funcional

Práctica No. 1 “Análisis de Rendimiento de la Memoria Caché”

• MATERIAL NECESARIO: Ordenador con acceso a internet.

• CONCEPTOS NECESARIOS: Memoria caché y rendimiento de memoria.

• DESCRIPCIÓN: A través de una página web se accederá a un analizador del rendimiento de la memoria caché a través del cual se podrán evaluar los diferentes rendimientos dependiendo de las políticas de lectura y escritura configuradas como parámetros por el usuario.

• PASOS:

1) Abre el navegador de internet y conéctate a la página web

http://www.ecs.umass.edu/ece/koren/architecture/. Si necesitas traducir algunas de las palabras del inglés puedes utilizar la web http://wordreference.com/. El aspecto de la página es el que sigue:

2) Pulsando sobre la opción de Cache Demonstrator accede al menú del simulador de memoria caché:

3) Entra en la opción de Cache Time Analyzer que da acceso al analizador del rendimiento de la memoria caché. Este analizador nos permitirá evaluar los diferentes rendimientos de la memoria dependiendo de las políticas de lectura y escritura configuradas como parámetros por el usuario. El analizador tiene el siguiente aspecto:

4) Antes de empezar con las simulaciones, haz click sobre el botón de ayuda y lee atentamente las definiciones que aquí se presentan. Hay que tener en cuenta las siguientes consideraciones:

 Associativity: número de conjuntos de bloques en caché. ¡No confundir con el grado de asociatividad!

 % Writes: sobre un total de 100 referencias a memoria indica cuántas lo han sido para escritura.

 Dirty Data: sobre un total de 100 bloques de caché, representa cuántos han sido modificados y deberán ser escritos en memoria central antes de ser desalojados de la caché. Este campo no se utiliza cuando la política de escritura es write-through.

 Miss Penalty (cycles): indica el número de ciclos de reloj con los que se

‘penaliza’ un fallo de caché (la información accedida no se encuentra en caché).

 Hit time (cycles): indica el número de ciclos de reloj que transcurren cuando la información accedida sí se encuentra en caché.

 Mem. Write (cycles): indica el tiempo de escritura en la memoria central medido en ciclos de reloj.

 Write policy: indica la política de escritura a seguir cuando el bloque a modificar se encuentra en caché. Las opciones a configurar son:

− Write back: Actualización posterior (también llamada copy back).

− Write through: Actualización directa.

 Por otra parte, también se nos permite combinar ambas políticas de escritura cuando el bloque a modificar se encuentra en caché con las políticas de escritura cuando se da un fallo al intentar realizar una operación de escritura en caché (write miss). Estas políticas de write miss son:

− Allocate on miss: Cuando se da el fallo de escritura en caché, se carga desde la memoria central el bloque referenciado y se procede a escribir en él (aplicando la política de write back o de write through seleccionadas).

− No write allocate: Cuando se da el fallo de escritura en caché, el bloque se modifica directamente en la memoria central, sin ser cargado en la caché.

 Lógicamente y en la práctica, resulta normal combinar una política de write back con la de allocate on miss, mientras que la técnica de write through se suele combinar con la política de no write allocate.

5) Simulación nº 1: write back – allocate on miss:

 Configura el sistema de memoria con los siguientes parámetros:

− Tamaño de caché: 2 KB

− Nº de conjuntos: 4

− Tamaño de bloque: 32 Bytes

− Política de escritura: write back – allocate on miss

− % writes: 22

− % dirty data: 10

− Miss penalty (cycles): 40

− Hit time (cycles): 1

− Memory write (cycles): 6

 Ejecuta la opción Analyze. ¿Cuál es el tiempo medio de acceso a memoria?, ¿en qué unidades viene medido?

 Con la configuración de caché dada, ¿cuál es la tasa de aciertos y de fallos?

 ¿Cuánto tarda el sistema en realizar una operación de lectura?

 ¿Cuánto tarda el sistema en realizar una operación de escritura?

 ¿Cuándo tarda más el sistema, en una operación de lectura o de escritura?, ¿porqué?

 ¿Se utiliza el parámetro Memory write (cycles)? ¿porqué?

6) Simulación nº 2: write through – no write allocate:

Configura el sistema de memoria con los siguientes parámetros:

− Tamaño de caché: 2 KB

− Nº de conjuntos: 4

− Tamaño de bloque: 32 Bytes

− Política de escritura: write through – no write allocate

− % writes: 22

− % dirty data: 10

− Miss penalty (cycles): 40

− Hit time (cycles): 1

− Memory write (cycles): 6

 Ejecuta la opción Analyze. ¿Cuál es el tiempo medio de acceso a memoria? ¿En qué unidades viene medido?

 Con la configuración de caché dada, ¿cuál es la tasa de aciertos y de fallos?, ¿difieren estos resultados de los obtenidos en la simulación nº 1? ¿Por qué?

¿Cuánto tarda el sistema en realizar una operación de lectura?

¿Cuánto tarda el sistema en realizar una operación de escritura?

¿Qué sucede ahora con el tiempo de escritura en caché si el dato a modificar se encuentra en ella? ¿por qué?

¿Se utiliza el parámetro Memory write (cycles)? ¿Por qué?

7) ¿Qué sistema de los estudiados resulta más eficiente? ¿Por qué?

8) Realiza nuevas simulaciones cambiando la configuración del sistema. Comprueba si los resultados obtenidos son los que esperabas.

9) Investiga lo que es un Benchmark y da por lo menos 4 ejemplos diferentes.

10) Envía un reporte de práctica

Debe enviarse al correo lilia_mantilla@yahoo.com.mx

AVISO

Se les informa a los estudiantes otoño 14 que no habrá clase el día de hoy, mañana enviaré el trabajo a realizar.
Saludos