Сорока Тарас Евгеньевич

Факультет компьютерных наук и технологий

Кафедра прикладной математики и информатики

Специальность «Программное обеспечение автоматизированных систем»

    Тема магистерской работы:

Анализ эффективности иерархической памяти

Научный руководитель: д.т.н., профессор Фельдман Лев Петрович

    Материалы магистров ДонНТУ

1. http://masters.donntu.ru/2001/fvti/prokopenko/diss/index.htm
   Прокопенко А.Я. Анализ мультипроцессорных систем с иерархической памятью.
       Описаны существующие архитектуры систем иерархической памяти. Детально рассмотрена структура кэш-памяти и алгоритмы ее работы. Приведена схема математического моделирования кэш-памяти.
2. http://masters.donntu.ru/2006/fvti/shishko/diss/index.htm
   Шишко С.Н. Разработка и исследование композиционных микропрограммных устройств управления с кэш-памятью.
      Работа посвящена анализу и разработке устройства управления кэш-памятью полностью ассоциативного типа. В модели устройства реализованы алгоритмы замещения Random и Timer.
3. http://masters.donntu.ru/2003/fvti/remizov/diss/index.htm
   Ремизов К.А. Исследование и анализ эффективности работы кластерных систем типа клиент-сервер с неразделяемыми серверами приложений.
      Приведена классификация параллельных систем, методы их исследования. Дано краткое описание математической модели кластерной системы. Рассмотренные методы могут быть перенесены на системы с иерархической памятью и использованы для их исследования.
4. http://masters.donntu.ru/2010/fknt/kucherenosova/diss/index.htm
   Кучереносова О.В. Исследование эффективности параллельных вычислительных систем.
      Приведена схема аналитического исследования параллельных вычислительных систем, которую в частности можно применить к исследованию системы памяти мультипроцессорных систем. В качестве инструмента моделирования используются дискретные Марковские модели.
5. http://masters.donntu.ru/2010/fknt/mishchuk/diss/index.htm
   Мищук Ю.К. Анализ эффективности вычислительных систем с использованием Марковской модели.
      Дан обзор современных вычислительных систем и методов анализа их производительности. Приведен пример программной реализации параллельной системы. Приводится оценка эффективности с помощью разработанной модели.
6. http://masters.donntu.ru/2010/fknt/dyachenko/diss/index.htm
   Дяченко Т.Ф. Исследование параллельного алгоритма построения Марковских моделей вычислительных систем.
      В работе приведена марковская модель вычислительного кластера. Исследуется возможность параллельной реализации модели для увеличения скорости моделирования. Приводятся методы расчета характеристик кластерной системы с использованием результатов моделирования.

    Обзорные публикации

7. http://alasir.com/articles/cache_principles/index_rus.html
   Принципы работы кэш-памяти.
      Объемная обзорная статья, охватывющая почти все аспекты работы кэш-памяти. Описываются принципы работы кэш-памяти, архитектура и структура, алгоритмы вытесснения и отображения. Привдены схемы трансляции виртуальных адресов в физические.
8. http://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/997199
   Кэш-память
      Краткая обзорная электронная публикация, посвященная кэш-памяти.
9. http://www.insidepro.com/kk/008/008r.shtml
   Крис Касперски. Подсистема кэш-памяти, как она есть.
      Объемная обзорная статья, посвященная кэш-памяти. Описывается организация систем кэш-памяти, даются характеристики кэш-памяти современных процессоров.
10. http://lwn.net/Articles/252125/
    Ulrich Drepper. Memory part 2: CPU caches.
       Подробный обзор кэш-памяти с анализом различных технических характеристик.
11. http://www.intuit.ru/department/hardware/microarch/4/
    Архитектура микропроцессоров. Гуров В.В.
       Лекция из курса «Архитектура микропроцессоров», посвященная кэш-памяти.
12. http://en.wikipedia.org/wiki/Memory_hierarchy
    Memory hierarchy.
       Описание уровней иерархической памяти в Википедии.
13. http://en.wikipedia.org/wiki/CPU_cache#Cache_hierarchy_in_a_modern_processor
    CPU cache.
       Описание кэш-памяти процессора в Википедии.
14. http://en.wikipedia.org/wiki/Cache_coherency
    Cache coherence.
       Описание проблемы когерентности кэшей в Википедии.

   Специализированные научные статьи

15. http://www.sun.com/blueprints/1102/817-0742.pdf
    Ruud van der Pas. Memory Hierarchy in Cache-Based Systems.
       В статье рассказывается об увеличении производительности компьютеров за счет использования кэш-памяти, арихитектурах современных процессоров, организации кэш-памяти.
16. http://www.cs.utah.edu/~ritwik/papers/p273-archibald.pdf
    Archibald J. and Baer J. 1986. Cache coherence protocols: evaluation using a multiprocessor simulation model.
       Первоисточник по анализу протоколов когерентности кэш-памяти. Статья посвящена рассмотрению и описанию существующих на момент написания протоколов когерентности кэш-памяти для систем с общей памятью на основе разделяемой шины. Приводится схема имитационной модели мультипроцессора и сравнительная характеристика протоколов когерентности, полученная с помощью имитационного моделирования.
17. http://www.arl.wustl.edu/~pcrowley/PACT03.pdf
    Jean-Loup Baer, Douglas Low, Patrick Crowley, Neal Sidhwaney. Memory Hierarchy Design for a Multiprocessor Look-up Engine.
       Статья посвящена разработке системы иерархической памяти мультипроцессора с использованием IP-справочника.
18. http://www.cs.utah.edu/~ritwik/papers/PD98.pdf
    S. Park and D. L. Dill. Verification of Cache Coherence Protocols by Aggregation of Distributed Transactions.
       Статья посвящена проверке корректности протоколов когерентности кэш-памяти.
19. http://www.cs.utexas.edu/users/kahlon/papers/tacas03.pdf
    E. Allen Emerson and Vineet Kahlon. Rapid Parameterized Model Checking of Snoopy Cache Coherence Protocols.
       Статья посвящена моделированию протоколов когерентности кэш-памяти на основе наблюдения. Разработаны и описаны модели для анализа протоколов MSI, MESI, MOESI, Dragon и др.
20. http://tibrewala.net/papers/mesi98/
    Robert Slater, Neal Tibrewala. Optimizing the MESI Cache Coherence Protocol for Multithreaded Applications on Small Symmetric Multiprocessor Systems.
       Работа, посвященная оптимизации протокола MESI.
21. http://www.cs.ubc.ca/~condon/papers/spaa98.pdf
    Manoj Plakal, Daniel J. Sorin, Anne E. Condon, Mark D. Hill. Lamport Clocks: Verifying a Directory Cache-Coherence Protocol.
       Cтатья посвящена проверке протоколов когерентности кэш-памяти на основе виртуальных часов Лампорта.
22. http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Npdntu_pm/2007/07ksawac.pdf
    Ковалев С.А., Бабаков Р.М., Шишко С.Н. Модель стратегии случайного замещения данных в КМУУ с кэш-памятью ассоциативного типа.
       Приведена разрабтка имитационно–аналитической модели определения вероятности кэш–попаданий для полностью ассоциативной кэш-памяти с алгоритмом замещения Random.
23. http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Npdntu_ikot/2008/08ksakat.pdf
    Ковальов С.А., Шишко С.Н. Анализ стратегии замещения данных Random в устройстве управления скэш-памятью ассоциативного типа.
       Анализируется стратегия замещения Random в кэш-памяти. Приводится структурная схема КМУУ с кэш-памятью. Описывается алгоритм работы контроллера кэш-памяти
24. http://www.ict.edu.ru/ft/002138/sb4_page3_8.pdf
    В.В. Рудометов, В.С. Семенов. Анализ когерентности кэш-памятей для повышения эффективности тестирования подсистемы памяти.
       Представлен подход к верификации подсистемы памяти, основанный на проверке когерентности кэш-памятей всех уровней.
25. http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Npdntu_ikot/2009_10/09flppmm.pdf
    Фельдман Л.П., Михайлова Т.В., Ролдугин А.В. Реализация параллельного алгоритма построения марковских моделей.
       Приводится алгоритм построения дискретной марковской модели и исследуется эффективность распараллеливания его реализации.

    Диссертации

26. http://www.csl.cornell.edu/~heinrich/dissertation/
    Mark Heinrich, Ph.D. Dissertation: The Performance and Scalability of Distributed Shared Memory Cache Coherence Protocols, Computer Systems Laboratory, Stanford University, October 1998.
       Объемная работа, посвященная исследованию протоколов когерентности кэш-памяти, оценке их быстродействия и масштабирования. Для исследования применяется имитационное моделирование.
27. http://citeseerx.ist.psu.edu/viewdoc/download?doi=10.1.1.95.263&rep=rep1&type=pdf
    Nuwan S. Jayasena. Memory hierarchy design for stream computing, 2005.
       Большая работа, посвященная разработке системы иерархической памяти для поточных вычислений.
28. http://www.ece.umd.edu/~blj/papers/thesis-PhD-rodriguez--CACTI.pdf
    Samuel Verzola Rodriguez, Doctor of Philosophy. Cacti: a new cache design tool for pipelined nanometer caches, 2006.
       Работа посвящена разработке архитектуры кэш-памяти и ее аппартной реализации.
29. http://www.ece.umd.edu/~blj/papers/thesis-PhD-wang-DRAM.pdf
    David Tawei Wang, Doctor of Philosophy. Modern dram memory systems: performance analysis and a high performance, power–constrained dram scheduling algorithm, 2005.
       Работа, посвященная исследованию современных систем оперативной памяти.

    Книги, монографии

30. http://www.amazon.com/Memory-Systems-Cache-DRAM-Disk/dp/0123797519
    Bruce Jacob, Spencer Ng, David Wang. Memory Systems: Cache, DRAM, Disk.
       Книга, полностью посвященная организации, архитектуре и алгоритмам работы различных систем памяти. Рассматриваются кэш-память, оперативная память и организация жесткого диска. Подробно описаны современные технологии систем памяти.
31. http://www.twirpx.com/file/251100/
    Null L., Lobur J. The essentials of computer organization and architecture.
       Подробная книга по архитектуре компьютеров. Системам памяти посвящена отдельная глава.
32. http://www.twirpx.com/file/332307/
    Sallings W. Computer Organization and Architecture. Designing for Performance.
       Одна из самых современных книг по архитектуре компьютеров. Особое внимание уделено быстродействующим системам памяти, в том числе кэш-памяти современных процессоров
33. http://www.amazon.com/Memory-Second-Kaufmann-Computer-Architecture/dp/0123229804
    Jim Handy. Cache Memory Book, The Second Edition.
       Книга, полностью посвященная кэш-памяти. Рассмотрена структура и архитектура систем кэш-памяти, алгоритмы работы. Отдельная глава посвящена поддержке когерентности кэшей.
34. http://books.google.com/
    Steven A. Przybylski. Cache and memory hierarchy design: a performance-directed approach.
       Книга, посвященная проектированию многоуровневой кэш-памяти.
35. http://books.google.com/
    Mostafa Abd-El-Barr, Hesham El-Rewini. Fundamentals of computer organization and architecture.
       Книга, посвященная архитектуре компьютеров. Две главы посвящены системам памяти.
36. http://www.bookshunt.ru/b89540_organizaciya_evm_i_sistem
    С. Орлов, Б. Цилькер. Организация ЭВМ и систем.
       Одно из немногих русскоязычных фундаментальных изданий, посвященное архитектуре ЭВМ и суперкомпьютеров. Отдельная глава посвящена системам памяти. Кроме того, есть глава, с подробным описанием современных мультипроцессорных систем, содержащая раздел, посвященный поддержанию клгерентности кэш-памяти и протоколам когерентности.
37. http://win-web.ru/itbooks/open/architect_computer.html
    Таненбаум Э. Архитектура компьютера.
        Книга Эндрю Таненбаума, всемирно известного специалиста в области информационных технологий, посвящена структурной организации компьютера. В ее основе лежит идея иерархической структуры, в которой каждый уровень выполняет вполне определенную функцию. Есть раздел посвященный системе памяти, с подробным описанием каждого уровня ее иерархии.
38. http://www.4tivo.com/inf_tech/1726-v.-korneev-a.-kiselev.-sovremennye.html
    Корнеев В. В., Киселев А. В. Современные микропроцессоры.
       В книге рассмотрены основные типы микропроцессоров. Проанализированы архитектурно-структурные приемы достижения высокой производительности в том числе ускорения взаимодействия с оперативной памятью за счет использования кэш-памяти.
39. http://www.alleng.ru/d/comp/comp36.htm
    Хамахер, З. Вранешич, С. Заки. Организация ЭВМ.
       Объемная книга, посвященная архитектуре компьютеров. Отдельная глава посвящена системам памяти.

    Специализированные сайты, порталы, электронные библиотеки

40. http://www.ece.umd.edu/~blj/
    Bruce Jacob. University of Maryland Memory – Systems Research.
       Сайт американского специалиста в области систем памяти Брюса Якоба. Много работ по проектированию систем памяти и оценке их эффективности.
41. http://www.cc.gatech.edu/computing/pads/
    Parallel and distributed simulation.
       Сайт, посвященный параллельному и распределенному моделированию. Можно найти множество материалов по имитационнму моделированию различных систем.
42. http://sim.sagepub.com/
    Simulation.
       Портал, посвященный моделированию работы сетей, высокопроизводительных компьютеров, систем реального времени и других компьютерных систем.
43. http://citforum.ru/hardware/ram/
    Оперативная память.
       Раздел сайта Сitforum, посвященный оперативной памяти.
44. http://www.cyberguru.ru/hardware/memory/
    Программирование, исходники, операционные системы.
       Раздел сайта Сyberguru, посвященный системам памяти.
45. http://www.ict.edu.ru/lib/index.php?a=elib&c=getForm&r=resNode&d=mod&id_node=222
    Информационно-коммуникационные технологии, ИКТ, образование, применение ИКТ в образовании.
       Раздел электронной библиотеки по теме: «Архитектура и аппаратное обеспечение ЭВМ и вычислительных систем».
46. http://www.ipmce.ru/about/press/articles/
    Институт точной механики и вычислительной техники им. С. А. Лебедева РАН – научно-исследовательский институт в области информационных технологий, вычислительной техники и микроэлектроники.
       Найчные статьи Института точной механики и вычислительной техники. Содержит много интересных работ, в том числе по проектированию вычислительных систем и моделированию.
47. http://www.nbuv.gov.ua/portal/natural/Npdntu_ikot/
    Наукові праці Донецького національного технічного університету. Серія: Інформатика, кібернетика та обчислювальна техніка.
       Сборники научных работ ДонНТУ по вычислительной технике и информатике, можно найти работы по проектированию систем памяти и их моделированию.
48. http://www.icsa.inf.ed.ac.uk/research/groups/hase/models/
    Computer Architecture Simulation Models
       Портал, посвященный построению моделей различных элементов архитектуры компьютера. Есть много работ по моделированию работы кэш-памяти, в том числе протоколов когерентности.
49. http://books.google.com/
    C. M. Krishna. Performance modeling for computer architects.
       Сборник материалов, посвященных моделированию различных элементов архитектуры компьютера.
50. http://portal.acm.org/
    ACM Digital library.
       Электронная библиотека, содержащая публикации Association for Computing Machinery.