快取记忆体有什麽用解决什麽问题造成什麽问题a当两个元件or多.docVIP

快取記憶體有什麼用?解決什麼問題?造成什麼問題? a) 當兩個元件or多個在傳輸資料，這些元件傳輸的速度不同，可能會造成問題，cache可以解決問題，cache提供buffer，因為buffer的速度是介於這兩種元件之間，如果快速的設備發現它需要的資料在cache它就不需要等慢的設備，不過cache需要維持這些元件之間資料的一致性。如果其中有元件改變資料值時，存在cache的資料也要更新它。在多處理器的環境下的cache，可能會造成資料的不一致性如果cache沒有去更新它。 現在我們假設cache可以做到像用它們作為cache的裝置一樣大，為什麼不取消該裝置而使用大容量的cache呢?原因是cache太貴了。 作為初級形式的保護系統，如何區分核心與使用者模式函式的差異? 有一些確定的指令，只有CPU在kernel模式下，才可以執行。 使用者的程式存取硬體設備時，也需要在kernel模式下，才可以執行。 控制中斷讓它發出中斷或停止中斷，此種啟動中斷或停止中斷也只有當CPU是在kernel模式下，才有能力控制。 由此可見，CPU在user模式下執行是受到限制，也只有這樣強制的執行，才能讓重要資源受到保護。 區分分散系統 客戶伺服器系統(Client-server systems)的伺服器系統 (server systems) 必須滿足客戶系統 (client systems)所產生的要求。伺服器系統可分為 計算伺服器系統 (compute-server system): 檔案伺服器系統(file-server system) 對等式系統(peer-to-peer systems)的所有的節點都是同等的(peer), 可能是伺服器(server)或是客戶系統(client), 這完全決定在此系統是提供service或要求service。當節點要加入此對等式系統, 必須加到此對等式系統的網路, 然後才可以提供或要求service 。 哪種命令有特權 設定計時器的值 清除記憶體 關閉中斷 修改設備狀態表的進入權 存取I/O設備 維護快取一致性 (a) 當cache值被更新，記憶體也要求需要被更改時，有些OS馬上自動更新修改過的值，可是有些電腦則依慢慢來的方式(in a lazy manner)來處理。 (b) 在多處理器的環境(multiprocessor environment)所有的處理器共用一個memory， 每個處理器除了有自己的暫存器(registers)外也有區域快取記憶體(local cache), 現假設某一變數A可能存在數個快取記憶體之中, 因為數個CPU同時並行執行, 所以我們要保證A的更新值需立即反映在其他所有存放A的快取記憶體上,所以當更新產生時，其他processor的cache可以有兩種的作法(一)對此cache的值註明無效(二)或馬上去更新此A值。 (c) 在分散式的環境下(distributed environment), cache資料是否有一致性並不構成問題，可是同一檔案的拷貝可能存放於不同的電腦, 既然不同地複製品可能被同時地存取與更新, 我們必須保證當某一地的複製品被更新時,所有其他的複製品也要盡快地被更新。 CPU執行負荷 如何傳遞(a) CPU藉由命令寫到裝置控制器的特別暫存器後，才去啟動DMA操作，而此一暫存器讓裝置控制器取得命令後，裝置就啟動所有有關的操作。 運算完成(b)當它結束了所有操作就中斷CPU表示完成操作。 干擾(c)當DMA和CPU都要存取資料從memory時，都需透過memory bus，I/O controller必須從CPU偷取記憶體週期。當DMA傳輸時, 這個偷取記憶體週期的動作會減緩CPU的執行。 敘述對稱和非對稱 對稱多元處理器系統 (symmetric multiprocessing) (SMP):每個處理器(processor) 都是在執行相同的OS, N個行程(process)可以一起執行工作, 且不會使性能降低。 非對稱性多元處理(Asymmetric multiprocessing): 每個處理器都被指定一個特殊的任務 (task)；一個主處理器 (master processor)控制著系統；而其它的處理器 (slave processors) 則注意著主處理器的指令。 多元處理器(multiprocessor systems)有三項的優點 (請詳述)： 增加產量(Increased throughput):當多部處理去共同處理一件工作時，會產生一定量的負擔來確保工作進行無誤。 經濟度量(Economy of scale):相對於多部的單一系統，多元處理器也可以節省經費。 增加可信度(Increased relia