计算机组成原理先进先出算法,计算机组成原理第四章存储系统（3）

4.10 替换算法

需要替换算法的原因

程序运行一段时间后，Cache存储空间被占满，当再有新数据要调入时，就需要通过某种机制决定替换的对象。

几种常见的替换算法

新进先出法FIFO(First in First out)

最不经常使用法LFU(Least Frequently Used)

近期最少使用法LRU(Least recently used)

随机替换法

1.先进先出法FIFO

类似于队列，最先进Cache的，Cache满时最先出。

2.最不经常使用法LFU

命中则标号加一，Cache满时按照标号大小来决定替换，标号最小的被替换。

3.近期最少使用法LRU

不同参考书上写的不一样，有的是命中则标号减一，未命中的标号加一。有的是命中则标号清零。最后依据标号大小来决定替换，标号最大的被换出。

替换算法的抖动

以FIFO为例

在FIFO算法中，在22被替换出去之后，再次命中22，又要向Cache里面重新载入22，造成了算法的抖动。

替换算法的实现

硬件实现

需要考虑成本问题

LRU算法软件实现

要考虑查找效率如何优化

4.11 高速缓冲存储器例题选讲

例题1

处理器物理内存地址的划分：

例题2

例题3

4.12 虚拟存储器

虚拟存储器概述

虚拟存储器必须解决的问题

虚拟存储器地址划分

逻辑地址与物理地址的转换

举例

4.13 TLB(Translation Lookaside Buffer，地址转化后备缓冲器)

虚实地址转换过程中存在的问题

TLB的工作原理

4.14 RAID

RAID提出的背景

很多人都有因磁盘故障而导致数据丢失的经历

磁盘访问速度过慢

多磁盘管理不方便

RAID 定义

将多个物理磁盘合并成一个大的逻辑盘

RAID的核心技术

常见的几种RAID技术

磁盘一半放数据，一半放镜像，空间利用率只有50%

RAID 实现方式

软件RAID

功能都依赖于主机CPU完成，没有第三方的控制处理器和I/O芯片

硬件RAID

专门RAID控制处理器和I/O处理芯片处理RAID任务，不占用主机CPU资源

RAID技术总结

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