[Speicher] Ergänze LFU-Strategie

Kapitel/03_Speicher.tex

@@ -559,7 +559,7 @@ Verwaltung der \acsp{CL} als einfach verwaltete Liste, \dash Zeiger auf den Nach
 Ständig genutzte Datenstücke werden genauso schnell verdrängt wie Daten, die nur ein einziges Mal gebraucht werden. Anders gesagt: Daten, die lange nicht benötigt wurden, werden auch nicht schneller verdrängt, als Daten, die genauso lange im Cache sind, aber erst kürzlich gebraucht wurden.
 
 \subsubsection{Least-Recently-Used (LRU)}
-Bei der \acf{LRU}-Strategie wird die \acl{HSS}, auf welche am längsten nicht zugegriffen wurde, verdrängt.
+Bei der \acf{LRU} Strategie wird die \acl{HSS}, auf welche am längsten nicht zugegriffen wurde, verdrängt.
 
 \textit{Aufwand}: \newline
 Timestamp mit Update bei jedem Zugriff $\Rightarrow$ Die Suche bei Verdrängung ist zu aufwändig
@@ -568,4 +568,38 @@ Timestamp mit Update bei jedem Zugriff $\Rightarrow$ Die Suche bei Verdrängung
 Verwaltung als \textit{doppelt} verkettete Liste, \dash Zeiger auf Vorgänger \textit{und} Nachfolger in jeder \acs{CL}. Globalen Zeiger auf ersten und letzten Eintrag.
 
 \textit{Schlecht unterstützte Zugriffsmuster}: \newline
-Häufigkeit der Zugriffe wird nicht berücksichtigt, \dash vielfach genutzte \aclp{HSS} werden genauso verdrängt wie \acs{HSS} mit nur einem Zugriff)
+Häufigkeit der Zugriffe wird nicht berücksichtigt, \dash vielfach genutzte \aclp{HSS} werden genauso verdrängt wie \acs{HSS} mit nur einem Zugriff)
+
+\subsubsection{Least-Frequently-Used (LFU)}
+Bei der \acf{LFU} Strategie wird die \acl{HSS} verdrängt, welche bisher am seltensten (\enquote{am wenigsten häufig}) verwendet wurde.
+
+\columnratio{0.35}
+\begin{paracol}{2}
+	\textit{Aufwand (für Statusinfo):}
+	\begin{itemize}[noitemsep]
+		\item Benutzungszähler
+		\item Einlagerungszeit
+	\end{itemize}
+	\switchcolumn
+	\medskip
+	Häufigkeit=$\frac{\text{Zugriffe}}{\text{Zeit}}$
+
+	$\Rightarrow$ Bei Verdrängung aufwändige Berechnung und Suche
+\end{paracol}
+
+\newpage % Nur für's Layout
+
+\textit{Problem (Zugriffsmuster)}: \newline
+Neu eingelagerte Seiten werden schnell wieder verdrängt, wenn sich der Zugriffszähler am Anfang nicht schnell genug erhöht und andere etablierte Seiten eine höhere Häufigkeit aufgrund vieler \enquote{alter} Zugriffe aufweisen.
+
+\textit{Lösungsansatz}: \newline
+Zugriffe müssen \enquote{altern}, \dash alte Zugriffe werden weniger stark gewichtet als neue Zugriffe.
+
+\textit{Mögliche Implementierung}: \newline
+Mehrere Zugriffszähler in jeder \acs{CL} für die letzten $i$ Zeitscheiben.
+Dividieren ist damit überflüssig (alle Zeitscheiben sind gleich lang): Addition der mit $2^j$ gewichteten Zähler als  \enquote{Häufigkeit} ($j=i-1$ für jüngste Zeitscheiben, $j=0$ für älteste Zeitscheibe).
+
+\textit{Weiterhin}: \newline
+Bei der Verdrängung gibt ein Problem bei der Suche nach der niedrigsten \enquote{Häufigkeit}. \newline
+$\Rightarrow$ evtl. Lösung über eine bei Beginn jedes Zeitslots neu aufzubauende verkettete Liste. \newline
+\phantom{$\Rightarrow$ }Hier gibt es viel Platz für Optimierungen der \acs{CPU}-Hersteller.

Rechnerarchitektur_Roethig_Skript_AM.tex

@@ -63,6 +63,7 @@
 		\acro{HSS}{Hauptspeicherseite}
 		\acrodefplural{HSS}[HSS]{Hauptspeicherseiten}
 		\acro{HW}{Hardware}
+		\acro{LFU}{Least-Frequently-Used}
 		\acro{LRU}{Least-Recently-Used}
 		\acro{LW}{Laufwerk}
 		\acro{PC}{Personal Computer}