on 15-Jul-2024 (Mon)

Was ist eine Task?

Ein Task ist ein eigenständiges Programm / Prozess von vielen im Multitasksystem. Was ist eine Task? Es wird von einem TSS (Task State Segment) beschrieben. Was ist eine Task? Bei einem Taskwechsel werden alle Informationen in diesem TSS gespeichert. Was ist eine Task? Jeder TSS-Deskriptor steht in der GDT. Was ist eine Task? Die GDT hat beim i486 8192 Einträge, jedoch ist der 0. Eintrag immer leer. Somit sind maximal 8191 verschiedene Prozesse möglich (inclusive des Betriebssystems).

Ein Task ist ein eigenständiges Programm / Prozess von vielen im Multitasksystem

Was ist eine Task? Es wird von einem TSS (Task State Segment) beschrieben

Bei einem Taskwechsel werden alle Informationen eines Tasks in seinem TSS gespeichert

Jeder TSS-Deskriptor steht in der GDT

Was ist eine Task? Die GDT hat beim i486 8192 Einträge, jedoch ist der 0. Eintrag immer leer. Somit sind maximal 8191 verschiedene Prozesse möglich (inclusive des Betriebssystems).

Write-Back-Strategie?

Ein zu lesendes Datum wird entweder bei einem Hit aus dem Cache gelesen oder im Falle eines Misses, aus dem Hauptspeicher geholt und parallel in den Cache eingetragen. Im Falle der Aktualisierung, muss erst das Dirty-Bit der zu überschreibenden Cache-Line geprüft werden, um diese gegebenenfalls in den Hauptspeicher zurückzuschreiben. (Write-Back)

Vorteil dieser Strategie ist das bei Hits kein Hauptspeicherverkehr oder Busbelastung auftritt. Alle Operationen können schnell innerhalb der Working-Sets mit Cache-Speed erfolgen. Somit arbeitet die CPU ungebremst. Problematisch wird dies, wenn mehrere Bus-Master am Bus hängen. Um Inkonsistenzen zu vermeiden sind dann spezielle Synchronisationsprotololle wie MESI notwendig.

Concurrent Write-Back?

Bei einfachen Write-Back-Caches muss die CPU im Falle eines Cache-Misses warten, bis die neue Cache-Line aus dem Speicher geholt wurde. Um diese Wartezeit im Mittel zu eliminieren, wird die alte Zeile zunächst in einen Writebuffer zwischengespeichert und später, parallel zu nachfolgenden Cache-Referenzen in den Hauptspeicher übernommen. (Sonderform: Buffered Line Refill)

Wenn auch beim Lesen ein Line-(Read)-Buffer verwendet wird, spricht man von einem Streaming Cache.

Write-Through-Strategie?

Write-Through schreibt immer in den Hauptspeicher und falls sich eine Kopie auch im Cache befindet, so wird diese aktualisiert. Genau aus diesem Grund ist kein Rückschreiben eines Dirty-Datums notwendig, da es zu keinen Inkonsistenzen zwischen RAM und Cache kommen kann. Nachteil ist aber, dass nur bei Leseoperationen ein Geschwindigkeitsvorteil erzielt werden kann

Buffered Write-Through

Im Mittel erfolgen nach jeder Write-Operation zwei Read-Operationen. Deshalb kann ein Geschwindigkeitsgewinn erzielt werden, wenn ein schneller Zwischenbuffer (FiFo) vor dem Speicher plaziert wird, welcher einige Write-Operationen aufnehmen kann. Wird nun eine Leseoperation ausgeführt, so kann das Datum falls es noch in dem schnellen Buffer steht, direkt aus diesem gelesen werden.

Write Allocate

Hier wird immer in den Hauptspeicher und in den Cache geschrieben - auch wenn das Datum sich noch nicht im Cache befand.

Zusammenspiel bei Cache-Misses

Write-Allocate wird meistens mit Write-Back Strategie gemeinsam verwendet. Write-Allocate bedeutet dabei nichts weiter, als das der Hauptspeicher-Block in den Cache geladen wird.

Beim No-write-Allocate (Write-Around)
wird das Datum direkt im Hauptspeicher modifiziert, weshalb Write Around meist mit Write-Through verbunden wird.