Aký algoritmus sa považuje za rozumný pri riadení vyrovnávacej pamäte vyrovnávacej pamäte?

Na zvládanie vyrovnávacej pamäte vyrovnávacej pamäte nie je jediný algoritmus „najlepších“, pretože optimálna voľba závisí od pracovného zaťaženia a charakteristík systému. Niekoľko algoritmov sa však bežne používa a považuje za primerané, každý so svojimi silnými a slabými stránkami:

* lru (najmenej nedávno použité): Toto je veľmi populárny a relatívne jednoduchý algoritmus. Nahrádza stránku, ktorá nebola prístupná najdlhšie. Je to intuitívne a funguje dobre pre mnoho pracovných zaťažení, ale môže trpieť „poruchou stohovania“, kde sa sada nedávno použitých stránok opakovane vymení, ak sa použije v sekvenčnom vzorke.

* hodinové algoritmus (algoritmus druhej šance): Vylepšenie oproti LRU, algoritmus hodín približuje LRU pomocou kruhovej vyrovnávacej pamäte a bit „použitia“. Stránky sa kontrolujú kruhovým spôsobom. Ak je použitý bit nastavený (čo znamená, že bol nedávno prístupný), je vymazaný a stránka zostáva v vyrovnávacej pamäti. Ak je bit použitia čistý, stránka sa vymení. Tým sa znižuje režijné náklady na sledovanie presného prístupu v porovnaní s LRU.

* lfu (najmenej často sa používa): Tento algoritmus nahrádza stránku, ktorá bola prístupná najmenej často. Je lepšie vhodný pre pracovné zaťaženie s vysoko nerovnomernými prístupovými vzormi, kde sú niektoré stránky prístupné oveľa častejšie ako iné. Vyžaduje si však udržiavanie počítadiel pre každú stránku, ktorá pridáva režijné náklady.

* oblúk (adaptívna náhradná vyrovnávacia pamäť): Tento algoritmus je sofistikovanejší a pokúša sa prispôsobiť meniacim sa prístupovým vzorcom. Udržiava dva zoznamy (jeden pre nedávno použité a jeden pre nedávno nahradené stránky) a dynamicky upravuje svoje veľkosti na základe pozorovaných prístupových vzorcov. ARC často funguje veľmi dobre v praxi, hoci je zložitejšie implementovať.

* hybridné prístupy: Mnoho moderných systémov používa hybridné prístupy, ktoré kombinujú prvky rôznych algoritmov. Napríklad môžu použiť LRU pre časť vyrovnávacej pamäte a LFU pre inú alebo kombinovať aspekty LRU a ARC.

Faktory ovplyvňujúce algoritmus výber:

* Charakteristiky pracovného zaťaženia: Sú prístupy náhodné alebo sekvenčné? Existuje vysoký stupeň referenčnej lokality? Existujú horúce a studené údaje?

* Veľkosť vyrovnávacej pamäte: Zložitosť algoritmu a režijné náklady sa stávajú významnejšou s väčšími cache.

* Podpora hardvéru: Niektoré algoritmy majú úžitok z hardvérovej pomoci (napr. Používajte bity v algoritme hodín).

* Požiadavky na výkon: Vplyv algoritmu na latenciu a priepustnosť čítania/zápisu je rozhodujúci.

Stručne povedané, zatiaľ čo LRU a jeho varianty (ako algoritmus hodinov) sa často používajú kvôli ich jednoduchosti a primeranému výkonu, sofistikovanejšie algoritmy, ako je ARC, môžu v určitých scenároch ponúknuť významné vylepšenia. Najlepšia voľba si vyžaduje dôkladné zváženie konkrétnych obmedzení aplikácie a systému.

• Predchádzajúca strana: Čo sú to výrobné informačné systémy? 
• Ďalšia strana: Je to skutočný operačný softvér umožňuje vykonávať konkrétne úlohy?