cache基础知识与配置（仅作自己学习记录，较混乱）

1. 局部性原理（locality）

cache中局部地址对应的数据较为常用，而该局部地址以外的数据较少使用。局部性是cache的巨大特性。把常用数据的地址，放到cache中，避免CPU不停的到MEM中寻找数据。

2. cache的命中率

指 CPU在任意时刻从cache中可靠读取数据的概率, 能在cache中找到需要的内存地址和数据的概率。

3. 映射方法

注：cache和Memory的映射是按块（block）执行的

全相联映射：mem块可以存储到cache的任意位置，非常灵活，不过需要有相联映射表。因为mem的数据多，其块数远大于cache的块数，所以cache的块名无法和mem的块名一一对应。mem数据写入到cache时，系统将两者的块名做成相联映射表，CPU需要mem的某块数据时，就在相联映射表中寻找对应的cache地址，读出所需的数据。

直接映射：该方法不需要相联映射表，而是将cache和mem都分为块，比如cache分为10块，mem分为100块。mem的第1，11，21...91块只能存放在cache的第1块，第2块只能存放在cache的第2块，依次类推。因此，不需要映射表，只需计算：【mem块名%cache块数】的模值，比如mem的第21块，其存储在cache的位置为：21%10=1，第一块。

组相联映射：组相联映射是前两者的折中方案。将cache和mem都分组，每组同样按直接映射的方式存放，但是组内的各块却采用全相联映射，可以任意对应存放。

4. 替换策略：

FIFO：堆栈，先进先出。最先存到cache的数据地址被最先替换出去。

LRU（Least Recently Used，近期最少使用）：把CPU近期最少使用的块替换出去。这种替换方法需要随时记录Cache中各块的使用情况，以便确定哪个块是近期最少使用的块。每块也设置一个计数器，Cache每命中一次，命中块计数器清零，其他各块计数器增1。当需要替换时，将计数值最大的块换出。：近期使用最少的先替换出去

LFU（Least Frequently Used，最不经常使用）：将一段时间内被访问次数最少的那个块替换出去。每块设置一个计数器，从0开始计数，每访问一次，被访块的计数器就增1。当需要替换时，将计数值最小的块换出，同时将所有块的计数器都清零。

一般规定Cache与内存的空间比为4：1000，即128kB Cache可映射32MB内存；256kB Cache可映射64MB内存