[計(jì)算機(jī)軟件及應(yīng)用]處理機(jī)的cache一致性(參考版)
2025-01-22 17:30本頁(yè)面
【正文】 謝謝大家！ 。若處理機(jī)對(duì) Cache塊讀操作時(shí)，如果重寫(xiě)位未置位，則說(shuō)明該塊未經(jīng)重寫(xiě)。 本節(jié)小結(jié) 基于目錄的協(xié)議是使用目錄來(lái)維護(hù) Cache的一致性。但是，當(dāng) Cache中的數(shù)據(jù)塊需要替換時(shí)，需要把該 Cache的被替換塊從它的目錄鏈中卸下來(lái)并保持目錄鏈的連通。 鏈?zhǔn)侥夸泤f(xié)議與前兩種的異同： 鏈?zhǔn)侥夸泤f(xié)議保持 Cache一致性的操作類(lèi)似全映射目錄協(xié)議，只是當(dāng)處理機(jī) Pi 寫(xiě) Ci中的 X時(shí)， Ci向存儲(chǔ)器發(fā)出寫(xiě)請(qǐng)求后，存儲(chǔ)器將沿 X的目錄鏈發(fā)送無(wú)效信號(hào)，將鏈上的其他 X拷貝置為無(wú)效，由鏈尾的有結(jié)束標(biāo)志（ CT）的處理機(jī)發(fā)回答信號(hào)給存儲(chǔ)器，使 X的目錄項(xiàng)重寫(xiě)位 C置位，此后，存儲(chǔ)器才給處理機(jī) Pi寫(xiě)允許權(quán)。因此，目錄的存儲(chǔ)器開(kāi)銷(xiāo)為 O(Nlog2N)。其主要方法是通過(guò)維護(hù)一個(gè)目錄指針鏈來(lái)跟蹤共享的數(shù)據(jù)塊拷貝。 需要指出的是，若某個(gè)目錄項(xiàng)的所有指針域都已建立指針后，另有一個(gè)處理機(jī)要求裝入該數(shù)據(jù)塊，那么，有限目錄協(xié)議需要對(duì)這個(gè)目錄項(xiàng)實(shí)行指針替換，這種指針替換過(guò)程稱(chēng)為驅(qū)逐。有 N個(gè)指針域的目錄項(xiàng)只能允許該數(shù)據(jù)塊最多可裝入 N個(gè) Cache中。若有 N個(gè)處理機(jī)，則每個(gè)處理機(jī)指針為 log2N位，因此，目錄項(xiàng)的大小正比于 Nlog2N，目錄的存儲(chǔ)器開(kāi)銷(xiāo)為 O(Nlog2N)。 ② 若 Cache塊的有效位 =0，則觸發(fā)讀缺失，需要從存儲(chǔ)器調(diào)入相應(yīng)的 Cache塊。 ③ 若 Cache塊的有效位 =0，則觸發(fā)寫(xiě)缺失，需要從存儲(chǔ)器調(diào)入 相應(yīng) Cache塊。 ? 全映射目錄協(xié)議是怎樣保持 Cache一致性的。 C=1，則表示該數(shù)據(jù)塊已重寫(xiě)； C=0，則表示該數(shù)據(jù)塊未被重寫(xiě)。根據(jù)目錄的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，基于目錄的協(xié)議可分為 3類(lèi)：全映射（ fullmap）目錄、有限 (limited)目錄和鏈?zhǔn)剑?chained）目錄。 寫(xiě)一次協(xié)議 ? 特點(diǎn) 是：為了減少總線(xiàn)流量， Cache的 第一次 寫(xiě)采取 寫(xiě)通過(guò) 策略，其后 的寫(xiě)則采取 寫(xiě)回 策略 ? 為了區(qū)分是否第一次寫(xiě)，協(xié)議把讀 寫(xiě)狀態(tài)分為兩種狀態(tài)：保留和重寫(xiě) 寫(xiě)一次協(xié)議的 Cache中的數(shù)據(jù)塊的 4種狀態(tài) ? 有效 （ Valid）：從內(nèi)存讀入的并與內(nèi)存拷貝一致的 Cache數(shù)據(jù)塊是有效狀態(tài) ? 無(wú)效 （ Invalid）：在 Cache中找不到或 Cache中的數(shù)據(jù)塊內(nèi)容已過(guò)時(shí)的塊是無(wú)效狀態(tài) ? 保留 （ Reserved）：若數(shù)據(jù)塊從內(nèi)存讀入 Cache后只被寫(xiě)過(guò)一次，且Cache中的拷貝與內(nèi)存中的拷貝一致且正確，則是保留狀態(tài) ? 重寫(xiě) （ Dirty）：若 Cache中的數(shù)據(jù)塊不只一次被寫(xiě)過(guò)，且它是系統(tǒng)中唯一正確的數(shù)據(jù)塊，則是重寫(xiě)狀態(tài) 寫(xiě)一次協(xié)議的狀態(tài)圖 無(wú)效 有效 重寫(xiě) 保留 Rr,Wr R1,W1 R1 Wr W1 Rr R1,Rr W1 Rr Wr R1 W1 Wr 寫(xiě)一次協(xié)議的優(yōu)缺點(diǎn) ? 優(yōu)點(diǎn) 是：第一次寫(xiě)采用寫(xiě)通過(guò)策略，以后的寫(xiě)操作
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