Fichas
3.3.6 Computersysteme II, Verdrängungsstrategien, Schreibzugriffe
Fichas del conjunto (35)
- 1Was ist eine Verdrängungsstrategie bei Cache-Speichern?Eine Strategie, wie verfahren wird, wenn ein neuer Eintrag in einen Satz geschrieben werden soll, in dem bereits alle Cache-Blöcke belegt sind
- 2Warum wird beim direkt abgebildeten Cache keine Verdrängungsstrategie benötigt?Weil bei diesem für eine bestimmte Cache-Zeile immer genau ein Satz mit einem Cache-Block existiert, die automatisch verdrängt wird, falls nötig.
- 3Wann müssen beim vollassoziativen Cache Einträge verdrängt werden?sobald der gesamte
Cache-Speicher gefüllt ist - 4Wann müssen beim n-wege-assoziativen Cache Einträge verdrängt werden?wenn die n möglichen Einträge in einem Satz bereits belegt sind
- 5Welche Verdrängungsstrategien bei Cache-Speichern gibt es?- First In First Out (FIFO)
- Least recently used (LRU)
- Last Frequently Used (LFU)
- Random (RND) - 6Wie funktioniert die FIFO-Verdrängungsstrategie?Der jeweils älteste Eintrag im Satz wird zugunsten eines neu einzulagernden Eintrags verdrängt
- 7Was ist der Nachteil der FIFO-Verdrängungsstrategie?Die Strategie ist nachteilig in Hinsicht auf Cache-Einträge, die zwar bereits sehr lange im Cache-Speicher hinterlegt sind, aber auch häufig benötigt werden
- 8Wie funktioniert die Verdrängungsstrategie LRU?Dabei wird der am längsten nicht mehr genutzte Eintrag wird verdrängt.
- 9Was muss bei jedem Cache-Eintrag mitgeführt werden, damit die Verdrängungsstrategie LRU umgesetzt werden kann?Ein Zeitstempel
- 10Wie wird die LRU-Verdrängungsstrategie in der Regel in der Praxis implementiert?Als Pseudo-LRU
- 11Wie funktioniert die Implementierung der LRU-Verdrängungsstrategie als Pseudo-LRU?Es wird nicht mit echten Zeitstempeln gearbeitet, sondern nur mit wenigen Bits. Im Extremfall kann mit einem Statusbit pro Cache-Zeile gearbeitet werden
- 12Wie funktioniert Pseudo-LRU mit nur einem Bit als "Zeitstempel"?Das Bit wird bei jedem Zugriff auf 1 gesetzt und zeigt damit an, dass auf diese kürzlich zugegriffen wurde. Wenn der letzte mit 0 gekennzeichnete Eintrag auf 1 gesetzt wird, werden alle anderen auf 0 zurückgesetzt.
- 13Wie funktioniert die Verdrängungsstrategie "LFU"Bei diesem Verfahren wird der am seltensten angefragte Eintrag verdrängt.
- 14Was muss als Zusatzinformation mit jedem Cache-Eintrag mitgeführt werden, um die Verdrängungsstrategie LFU zu implementieren?Für jeden Cache-Eintrag ein eigener Zähler, der die Anzahl der Zugriffe angibt
- 15Was ist der Nachteil der Verdrängungsstrategie "LFU"Es besteht die Gefahr, dass sehr alte, kaum noch genutzte Einträge im Cache-Speicher verbleiben, auf die zwar anfänglich sehr oft zugegriffen wurden, die aber aktuell eigentlich nicht mehr benötigt werden.
- 16Wie funktioniert die Verdrängungsstrategie RND? Was ist der Nachteil der Strategie?Es wird zufällig ein Eintrag verdrängt, Das bringt den Nachteil mit sich, dass Einträge verdrängt werden können, die gerade sehr häufig verwendet werden.
- 17Welche Verdrängungsstrategien liefern die besten Ergebnisse?Die LRU- und Pseudo-LRU-
Strategien. Die Implementierung ist allerdings aufwändiger als FIFO oder RND - 18Welche zwei Möglchkeiten gibt es mit Cache-Schreibfehlzugriffen umzugehen?Entweder Zugriff:
mit Bereitstellung
oder
ohne Bereitstellung - 19Wie fnktioniert Cache-Schreibzugriff mit Bereitstellung?Dabei wird bei einem Schreibzugriff der nicht im Cache vorhandene Eintrag aus dem Speicher in den Cache geladen, um ihn dann zu ändern
- 20Wie funktioniert ein Cache-Schreibzugriff ohne Bereitstellung?Dabei wird der fehlende Cache-Eintrag nicht in den Cache-Speicher geladen, sondern nur das Datum im Hauptspeicher geändert
- 21Welche drei Verfahren gibt es, mit dem Fall, dass ein Cache-Schreibe-Treffer oder ein Cache-Schreibe-Fehlzugriff mit Bereitstellung vorliegt?das Durchschreibeverfahren,
das Umschreibeverfahren,
das Rückschreibeverfahren - 22Wie funktioniert das "Durchschreibeverfahren" bei Cache-Schreib-Treffer oder Schreib-Fehlzugriff mit Bereitstellung?Dabei wird sowohl der Cache-Eintrag als auch der Speicher verändert
- 23Was ist der Nachteil des Durchschreibeverfahrens?- sehr lange Zugriffszeiten auf den Hauptspeicher
- Belastung von Hauptspeicher bzw. Speicherbus mit Vielzahl von häufig unnötigen Zugriffen - 24Was ist der Vorteil des Durchschreibeverfahrens?- Erhaltung der Speicherkonsistenz über alle Cache-Stufen hinweg
- Erhöhung der Trefferrate bei folgenden Zugriffen - 25Wie kann die Problematik des Speicherzugriffs beim Durchschreibeverfahren entschärft werden?Durch Verwendung eines Schreibpuffers
- 26Wie funktioniert das Durchschreibeverfahren mit Schreibpuffer?das zu schreibende Wort wird erst in einen schnellen Pufferspeicher geschrieben und von dort aus dann in den Hauptspeicher, währenddessen kann der Prozessor bereits die Programmausführung fortsetzen
- 27Wie funktioniert das "Umschreibeverfahren" (bei Cache-Schreibe-Treffer oder Cache-Schreibe-Fehlzugriff mit Bereitstellung)?Dabei wird der Cache-Speicher nicht aktualisiert, sondern nur in den Hauptspeicher geschrieben. Der Cache-Eintrag wird damit ungültig.
- 28Wann ist das Umschreibeverfahren vorteilhaft?bei vielen aufeinanderfolgenden Schreibzugriffen, ohne dass ein Lesen des Cache-Eintrags erfolgt.
- 29Warum ist das Umschreibeverfahren bei vielen aufeinanderfolgenden Schreibzugriffen ohne Leeren des Cache-Eintrags vorteilhaft?Weil in diesem Fall viele unnötige Cache-Zugriffe vermieden werden.
- 30Was ist der Nachteil des Umschreibeverfahrens?dass bei einem nachfolgenden Lese-Zugriff ein Cache-Fehlzugriff auftritt.
- 31Wie funktioniert das Rückschreibeverfahren (bei Cache-Schreibe-Treffer oder Cache-Schreibe-Fehlzugriff mit Bereitstellung)?Dabei wird nur der Cache-Eintrag aktualisiert, nicht aber unterliegende Cache-Speicher bzw. Hauptspeicher.
- 32Was ist der Vorteil des Rückschreibeverfahrens?Erhöhung der Leistungsfähigkeit, weil der Prozessor sofort mit der Programmabarbeitung fortfahren kann
- 33Wann wird beim Rückschreibeverfahren der darunterliegende Cache und Hauptspeicher aktualisiert?erst dann, wenn der Cache-Eintrag aus dem Speicher verdrängt wird
- 34Was ist der Nachteil des Rückschreibeverfahrens?Die Implementierung ist relativ aufwändig und der Speicherzustand ist nicht mehr konsistent
- 35Wie kann das Problem des nicht mehr konsistenten Speicherzustands beim Rückschreibeverfahren angegangen werden?durch Cache-Kohärenzprotokolle
Información
- Descripción
- (Computersysteme II) Informatik Fichas sobre 3.3.6 Computersysteme II, Verdrängungsstrategien, Schreibzugriffe, creado por David Bratschke el 06/02/2018.
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