In der Computerarchitektur ist ein Alterungsregister ein Hardware -Mechanismus, der im Speichermanagement verwendet wird, insbesondere in virtuellen Speichersystemen, die Nachfragepaging oder Segmentierung verwenden. Ziel ist es, die Aktualität des Zugriffs für Seiten oder Segmente im Speicher zu verfolgen. Diese Informationen sind entscheidend, um fundierte Entscheidungen darüber zu treffen, welche Seiten aus dem Hauptgedächtnis räumen sollen, wenn es voll wird (ein Seitenfehler tritt auf).
Anstatt einfach einen kürzlich verwendeten Algorithmus (LRU) zu verwenden, der für jede Seite die genaue Reihenfolge des Zugriffs verfolgt, bietet ein Alterungsregister eine probabilistische Annäherung. Es ist effizienter, in Hardware zu implementieren als ein vollständig genauer LRU -Tracker.
So funktioniert es:
* Bitvektor: Jede Seite oder jedes Segment hat im Alterungsregister ein zugehöriges Bit. Dieses Register ist in der Regel ein einzelnes Bit pro Eintrag.
* periodische Verschiebung: In regelmäßigen Abständen (z. B. jeder Taktzyklus oder ein Mehrfacher davon) werden die Bits im Alterungsregister nach rechts verschoben. Ein "1" wird zum linken Bit hinzugefügt, wenn seit der letzten Verschiebung auf die entsprechende Seite zugegriffen wurde.
* Wiederholungsergebnis: Die neueren Zugriffe auf eine Seite, desto mehr "1" werden in seinem alternden Register -Bit vorhanden sein. Seiten mit führender "1" werden in jüngerer Zeit als verwendet.
* Seitenersatz: Wenn ein Seitenfehler auftritt, wählt der Seitenersatzalgorithmus (häufig eine Variante der LRU) eine Seite für die Räumung aus, die auf der Anzahl der führenden "1" (oder einer anderen abgeleiteten Metrik) basiert. Seiten mit weniger führenden "1" (dh sie wurden in letzter Zeit nicht zugegriffen) werden eher ersetzt.
Vorteile von Alterungsregistern:
* Hardware -Implementierung: Es ist relativ einfach und schnell in Hardware implementiert.
* Annäherung an LRU: Es bietet eine angemessene Annäherung an den LRU -Algorithmus ohne die Komplexität der Verfolgung der genauen Zugriffsreihenfolge.
* Effizienz: Im Vergleich zu einer vollständig genauen LRU -Verfolgung ist es sowohl in Bezug auf Hardwarekosten als auch die Geschwindigkeit effizienter.
Nachteile von Alterungsregistern:
* Approximation Ungenauigkeit: Es ist nicht perfekt, die zuletzt verwendete Seite zu bestimmen. Es ist ein probabilistischer Ansatz.
* Parameterempfindlichkeit: Die Frequenz des Bit -Shifting -Vorgangs ist ein Parameter, der die Genauigkeit und Wirksamkeit des Alterungsregisters beeinflusst. Die Auswahl einer optimalen Frequenz kann eine Herausforderung sein.
Zusammenfassend ist das Alterungsregister ein cleverer Hardwaremechanismus, der einen praktischen Kompromiss zwischen Genauigkeit und Effizienz bei der Verwaltung des virtuellen Speichers durch Annäherung an die LRU-Seitenersatze bietet. Es ist ein häufiges Merkmal in vielen Prozessorarchitekturen.
