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4.10置換アルゴリズム
アルゴリズムを置き換える理由
プログラムが一定時間実行された後、キャッシュのストレージスペースがいっぱいになり、転送する新しいデータがある場合は、何らかのメカニズムを使用して置換オブジェクトを決定する必要があります。
いくつかの一般的な置換アルゴリズム
- 新しい先入れ先出しFIFO（先入れ先出し）
- LFU（最も頻繁に使用されない）
- LRU（最も最近使用されていない）
- ランダム置換
1.先入れ先出し法FIFO
キューと同様に、最も高度なキャッシュであり、キャッシュがいっぱいになると最初にキャッシュされます。
2.最も使用頻度の低いメソッドLFU
ヒットによりラベルが1つ増加します。キャッシュがいっぱいになると、置換はラベルサイズに従って決定され、最小のラベルが置換されます。
3.最も最近使用されていないメソッドLRU
参考書によって書き方が異なります。ヒット数が1つ減り、見落とされたものは1つ増えます。場合によっては、ヒットするとラベルがクリアされます。最後に、ラベルのサイズに従って置換が決定され、最大のラベルがスワップアウトされます。
置換アルゴリズムのジッター
例としてFIFOを取り上げます
FIFOアルゴリズムでは、22が置き換えられた後、22が再度ヒットし、22がキャッシュに再ロードされるため、アルゴリズムにジッターが発生します。
置換アルゴリズムの実装
ハードウェアの実装で
は、コストの問題を考慮する必要があります
LRUアルゴリズムソフトウェアの実装では
、検索効率を最適化する方法を考慮する必要があります
4.11キャッシュメモリの選択例
例1
プロセッサの物理メモリアドレスの分割：
例2
例3
4.12仮想ストレージ
仮想ストレージの概要
仮想ストレージが解決しなければならない問題
仮想メモリアドレス分割
論理アドレスと物理アドレスの変換
例
4.13 TLB（Translation Lookaside Buffer、アドレス変換バックアップバッファー）
仮想および実アドレス変換のプロセスにおける問題
TLBの仕組み
4.14 RAID
RAIDの背景
- 多くの人がディスク障害によるデータ損失の経験があります
- ディスクアクセス速度が遅すぎる
- 不便なマルチディスク管理
RAID定義
複数の物理ディスクを1つの大きな論理ディスクに組み合わせる
RAIDのコアテクノロジー
いくつかの一般的なRAIDテクノロジー
ディスクの半分はデータを配置し、半分はミラーを配置し、スペース使用率はわずか50％です
RAIDの実装
- ソフトウェアRAID
機能は完了するためにホストCPUに依存し、サードパーティ製の制御プロセッサとI / Oチップはありません
- ハードウェアRAID
ホストCPUリソースを占有することなくRAIDタスクを処理するための特別なRAID制御プロセッサーとI / O処理チップ
RAIDテクノロジーの概要
