计算机组成原理 第四章 存储系统（3）
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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