A06B-6111-H015#H550，A06B-6111-H015#H550

A06B-6111-H015#H550

 

A06B-6111-H015#H550

主存地址與緩存地址的轉(zhuǎn)換有兩部分，組

地址是按直接映象方式，按地址進(jìn)行訪問(wèn)

，而塊地址是采用全相聯(lián)方式，按內(nèi)容訪

問(wèn)。組相聯(lián)的地址轉(zhuǎn)換部件也是采用相關(guān)

存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)。
 
優(yōu)點(diǎn)：塊的沖突概率比較低，塊的利用率

大幅度提高，塊失效率明顯降低。
 
缺點(diǎn)：實(shí)現(xiàn)難度和造價(jià)要比直接映象方式

高。

替換策略

1. 根據(jù)程序局部性規(guī)律可知：程序在運(yùn)

行中，總是頻繁地使用那些近被使用過(guò)

的指令和數(shù)據(jù)。這就提供了替換策略的理

論依據(jù)。綜合命中率、實(shí)現(xiàn)的難易及速度

的快慢各種因素，替換策略可有隨機(jī)法、

先進(jìn)先出法、近少使用法等。
 
（1）.隨機(jī)法（RAND法）
 
隨機(jī)法是隨機(jī)地確定替換的存儲(chǔ)塊。設(shè)置

一個(gè)隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生器，依據(jù)所產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)

，確定替換塊。這種方法簡(jiǎn)單、易于實(shí)現(xiàn)

，但命中率比較低。
 
（2）.先進(jìn)先出法（FIFO法）
 
先進(jìn)先出法是選擇那個(gè)先調(diào)入的那個(gè)塊

進(jìn)行替換。當(dāng)先調(diào)入并被多次命中的塊

，很可能被優(yōu)先替換，因而不符合局部性

規(guī)律。這種方法的命中率比隨機(jī)法好些，

但還不滿足要求。先進(jìn)先出方法易于實(shí)現(xiàn)

，
 
（3）.近少使用法（LRU法）
 
LRU法是依據(jù)各塊使用的情況， 總是選擇

那個(gè)近少使用的塊被替換。這種方法

比較好地反映了程序局部性規(guī)律。 實(shí)現(xiàn)

LRU策略的方法有多種。
 
2 在多體并行存儲(chǔ)系統(tǒng)中，由于 I/O 設(shè)

備向主存請(qǐng)求的級(jí)別高于 CPU 訪存，這

就出現(xiàn)了 CPU 等待 I/O 設(shè)備訪存的現(xiàn)象

，致使 CPU 空等一段時(shí)間，甚至可能等

待幾個(gè)主存周期，從而降低了 CPU 的工

作效率。為了避免 CPU 與 I/O 設(shè)備爭(zhēng)搶

訪存，可在 CPU 與主存之間加一級(jí)緩存

，這樣，主存可將 CPU 要取的信息提前

送至緩存，一旦主存在與 I/O 設(shè)備交換

時(shí)， CPU 可直接從緩存中讀取所需信息

，不必空等而影響效率。
 
3 目前提出的算法可以分為以下三類（第

一類是重點(diǎn)要掌握的）：
 
（1）傳統(tǒng)替換算法及其直接演化，其代

表算法有 ：①LRU（ Least Recently

Used）算法：將近少使用的內(nèi)容替換

出Cache ；②LFU（ Lease Frequently

Used）算法：將訪問(wèn)次數(shù)少的內(nèi)容替換

出Cache；③如果Cache中所有內(nèi)容都是同

一天被緩存的，則將大的文檔替換出

Cache，否則按LRU算法進(jìn)行替換 。

④FIFO( First In First Out)：遵循先

入先出原則，若當(dāng)前Cache被填滿，則替

換早進(jìn)入Cache的那個(gè)。

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