
cache的作用(手机清除cache后果)
- 科技
- 2023-08-14
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Cache的中文意思是什么
高速缓冲存储器.
中文名称:高速缓冲存储器英文名称:cache定义:比主存储器体积小但速度快,用于保有从主存储器得到指令的副本——很可能在下一步为处理器所需——的专用缓冲器。
介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。是为了提高内存访问cpu的速度而存在的。
为什么要采用Cache
为了解决低速的外设和高速的CPU之间速度不匹配的问题,CPU都带有高速缓存――Cache,有的甚至集成了多极缓存,我们选择主板时,板上的Cache数量也是一个重要的考虑因素。
(10)在现代的CPU芯片中又集成了高速缓冲存储器(Cache),其作用是
解决CPU和主存之间的速度匹配问题。
CPU快而内存慢,故需要把常用数据存在一个快速的地方。
计算机中cache是什么意思
Cache是一种特殊的存储器,它由Cache存储部件和Cache控制部件组成。Cache存储部件一般采用与CPU同类型的半导体存储器件,存取速度比内存快几倍甚至十几倍。而Cache控制器部件包括主存地址寄存器、Cache地址寄存器,主存—Cache地址变换部件及替换控制部件等。至于它们各自又是怎样工作的、有何作用等等,我想我们就没有必要做进一步的研究,知道一般Cache分为L1Cache(其中又分为数据Cache、代码Cache)、L2Cache就行了
缓存的作用是什么
我们可以用两种不同的模型来描述磁盘在虚拟内存中的作用。
第一种模型是,虚拟内存对应的物理存储是主存,主存不够了,就把主存中的一部分其它的内容暂时的换出到磁盘上,磁盘上的内容在需要的时候再换入到主存。这时磁盘的作用纯粹是主存不够时用来暂存主存部分内容的区域。我不确定题主理解的虚拟内存是不是更接近这一模型。
第二种模型是,既然主存(很可能)是不够的,也就是说一定是要借助磁盘空间的,不如直接就让虚拟内存对应的物理存储变成磁盘(也就是书上一上来就说虚拟内存是磁盘上的空间),然后让主存作为磁盘上物理页的缓存。
接下来我们看两种模型分别有什么优劣。模型一的好处是性能更佳,因为它是直接使用主存的,但它模型更加复杂,因为必须时刻同时维护位于主存的和位于磁盘的两组物理页(可以认为主存和磁盘是同一抽象层中的两个不同实体)。模型二的好处是逻辑大幅简化,尤其是对操作系统而言,因为它可以永远认为物理页在磁盘上,而在不在主存中只取决于它有没有被缓存(可以认为主存和磁盘是两个独立的相邻的抽象层),同时缓存的管理已经有一套成熟的方法(请读第六章请读第六章请读第六章),而且这个模型可以完美的整合到第六章的存储器层次结构(请再读第六章请再读第六章请再读第六章),实现了一种
架构上的和谐和统一
。它可能的问题仅仅是分配时没有优先使用主存的性能开销。好,我们接下来就看看模型二到底有多少性能开销。当分配一个物理页时,会先在磁盘上分配,不访问就不换入主存(模型一是直接在主存中分配)。第一次访问该页时,会固定发生缺页中断,然后换入主存(模型一基本不会发生缺页,假设第一次访问距离分配的时间足够短的话)。这便是模型二比模型一多出的全部性能开销(后续的访问因为模型一二中主存中的物理页都有均等的概率已被换出到磁盘,因此认为换入的代价是相同的)。也就是说,模型二比模型一多出的性能开销仅仅是
页分配的(很小的)写磁盘和第一次被访问时换入的开销
。这个开销应该说客观上是存在的,但这个开销会被后续的换入换出逐渐摊平(再强调一下,后续被换入换出的概率对于模型一二是相同的),而且这个开销也通过调大cacheblocksize(每页4k到2m)和提高相联度(全相联)被降低了(原理在第六章,题主发的第九章的那一节有解释)。题主可以认为,书中描述的虚拟内存其实是我上面说的
模型二
。最后还是建议题主先读第六章,然后读第九章,不理解就反复读。毕竟,像CSAPP这么不可多得的好书,多读几次又怎么会嫌多呢?
cache主存结构的作用
Cache作用具体如下:
1、Cache可以大大提高CPU访问主存的速度,中央处理器绝大多数存取主存储器的操作能为存取高速缓冲存储器所代替,能极大缓和中央处理器和主存储器之间速度不匹配的矛盾。
在计算机技术发展过程中,主存储器存取速度一直比中央处理器操作速度慢得多,使中央处理器的高速处理能力不能充分发挥,整个计算机系统的工作效率受到影响。在存储层次上采用高速缓冲存储器来缓和中央处理器和主存储器之间速度不匹配的矛盾也是常用的方法之一。很多大、中型计算机以及新近的一些小型机、微型机也都采用高速缓冲存储器。
2、Cache可以显著提高计算机系统处理速度。
高速缓冲存储器的容量一般只有主存储器的几百分之一,但它的存取速度能与中央处理器相匹配。根据程序局部性原理,正在使用的主存储器某一单元邻近的那些单元将被用到的可能性很大。因而,当中央处理器存取主存储器某一单元时,计算机硬件就自动地将包括该单元在内的那一组单元内容调入高速缓冲存储器,中央处理器即将存取的主存储器单元很可能就在刚刚调入到高速缓冲存储器的那一组单元内。于是,中央处理器就可以直接对高速缓冲存储器进行存取。在整个处理过程中,如果中央处理器绝大多数存取主存储器的操作能为存取高速缓冲存储器所代替,计算机系统处理速度就能显著提高。
OK,本文到此结束,希望对大家有所帮助。
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