Что такое кэш память компьютера, программы, жесткого диска
Что такое кэш память компьютера? Первое что сделаем это определимся с понятием, кэш память (cache) – это способ совместного функционирования двух типов запоминающих устройств, который позволяет ускорить доступ за счет динамического копирования часто используемой информации из “медленного” в “быстрое” запоминающее устройство (ЗУ).
Свойство кэш памяти – это прежде всего прозрачность для программ и пользователей. Другими словами функционирование кэш происходит незаметно для программ.
кэш памятью или кэшем, также часто называют одно из устройств – “быстрое” ЗУ. Оно дороже и быстрее.
Принцип действия и как работает кэш память.
Рис.1. Принцип действия кэш – памяти.
Как видно из рисунка запись в кэш выполняется при чтении, в том случае, если эти данные в кэш отсутствуют. Если же в кэш данные есть, то обращение к основной памяти не происходит и в этом случае они считываются из кэш памяти
Содержание кэш-памяти представляет собой совокупность записей обо всех данных из основной памяти (ОП), загруженных в нее
Рис.2 Содержание кэш памяти.
Время доступа пропорционально вероятности попадания в кэш память, которая составляет не менее 90%. Чем объясняется такая высокая степень попадания.
Объективные свойства данных, объясняющие высокую вероятность кэш-попадания
Высокая степень попадания в кэш память объясняется некоторыми объективными свойствами компьютерных данных. К таким свойствам относятся:
Временная локальность
Если произошло обращение по некоторому адресу, то следующее обращение с большой вероятностью произойдет в ближайшее время
Пространственная локальность
Если произошло обращение по некоторому адресу, то с высокой степенью вероятности в ближайшее время произойдет обращение к соседним адресам
Временная локальность позволяет надеяться, что имеет смысл копировать данные в кэш память, т.к. вскоре вероятно все равно к ним будет обращение.
Свойство пространственной локальности делает целесообразным копировать в кэш память не одну единицу данных, а целый блок данных.
Алгоритм действия кэш-памяти
Рис.3 Алгоритм действия кэш памяти.
Проблема согласования данных
Две копии данных: в памяти и кэше порождает проблему согласования. Т.е. версии данных в памяти и КЭШе в конечном итоге должны совпадать.
Применяется два подхода при записи:
- Сквозная запись (write through) – если данные находятся в кэше, то запись производится и в кэш и в память(анимация)
- Обратная запись (write back) — если данные находятся в кэше, то запись производится только в кэш и устанавливается признак модификации (в кэш)(анимация)
Остались вопросы? Хотите объяснения? Задайте ваш вопрос в комментариях!
Помогая проекту BEST-EXAM, вы делаете образование более доступным для каждого человека, внесите и вы свой вклад -
поделитесь этой статьей в социальных сетях!
