Was ist ein Cache, warum wird er benötigt und wie es funktioniert?

Inhalt

• Das Konzept und die Arten von Cache
• Menschliche Sprache darüber, wie alles funktioniert

Was ist der schmutzigste Ort am Computer? Sie denken den Korb? Benutzerordner? Kühlsystem? Sie haben nicht erraten! Der schmutzigste Ort ist der Cache! Immerhin muss er ständig gereinigt werden!

Tatsächlich gibt es auf dem Computer viel Cache, und sie dienen nicht als Abfallmülldepon, sondern durch Beschleuniger von Geräten und Anwendungen. Wo machte ihr Ruf aus der "Systemmüllschacht"?? Lassen Sie uns herausfinden, was Cache ist, wie es funktioniert, wie es funktioniert und warum es von Zeit zu Zeit gereinigt werden muss.

Das Konzept und die Arten von Cache

Ein Cache oder Cache wird als spezielle Speicherung häufig verwendet.

Anwendungen (Webbrowser, Audio- und Videoplayer, Datenbankeditoren usw. haben einen eigenen Cache. D.), Komponenten von Betriebssystemen (Cache-Skizzen, DNS-Kesh) und Geräte (Cache L1-L3 des zentralen Prozessors, Grafikchip-Freiimer, Antriebspuffer). Es wird auf unterschiedliche Weise implementiert - programmgesteuert und Hardware.

• Cache -Programme sind nur ein separater Ordner oder eine Datei, in der beispielsweise Bilder, Menü, Skripte, Multimedia -Inhalte und andere Inhalte der besuchten Websites heruntergeladen werden, z. B. In einem solchen Ordner ist der Browser in erster Linie "Tauchen", wenn Sie die Webseite erneut öffnen. Das Pumpen eines Teils des Inhalts aus dem lokalen Speicher beschleunigt den Laden und reduziert den Netzwerkverkehr.

• In den Laufwerken (insbesondere Festplatten) ist der Cache ein separater RAM-Chip mit einer Kapazität von 1-256 MB auf der Elektronikplatte. Es empfängt Informationen, die nur eines aus der Magnetschicht stammen und noch nicht in den RAM geladen werden, sowie die Daten, die das Betriebssystem am häufigsten anfordert.

• Der moderne Zentralprozessor enthält 2-3 Hauptniveaus des Geldspeichers (er wird auch als superübergreifender Speicher bezeichnet) in Form von Hardwaremodulen auf einem Kristall mit ihm platziert. Das schnellste und kleinste Volumen (32-64 kb) ist die Cache -Stufe 1 (L1) - es funktioniert bei der gleichen Frequenz wie der Prozessor. L2 nimmt eine durchschnittliche Position in Geschwindigkeit und Kapazität ein (von 128 kb bis 12 MB). Und L3 ist der langsamste und voluminöse (bis zu 40 MB), bei einigen Modellen gibt es keine. Die Geschwindigkeit von L3 ist nur im Verhältnis zu seinen schnelleren Brüdern niedrig, aber auch hunderte Male schneller als die produktivste operative.

Der Surant -Speicher des Prozessors wird verwendet, um ständig verwendete Daten aus RAM- und Maschinencode -Anweisungen zu speichern. Je mehr es ist, desto schneller der Prozessor.

Heute sind drei Stufen des Caching nicht mehr die Grenze mehr. Mit dem Aufkommen der Sandy Bridge Architecture hat Intel einen zusätzlichen Cache L0 in seinen Produkten implementiert (entwickelt für die Speicherung von entschlüsselten Mikrocommunikationen). Und die hochwertigste CPU hat auch einen Cache des vierten Levels, der in Form eines separaten Chips hergestellt wird.

Schematisch sieht die Wechselwirkung von Cache L0-L3-Spiegeln so aus (zum Beispiel von Intel Xeon):

Menschliche Sprache darüber, wie alles funktioniert

Stellen Sie sich eine Person vor, die an einem Schreibtisch arbeitet, um klar zu machen, wie der Cache funktioniert. Ordner und Dokumente, die er ständig verwendet, liegen auf dem Tisch (Im Cache). Um auf sie zuzugreifen, verlängern Sie einfach Ihre Hand.

Papiere, die er weniger oft in der Nähe der Regale benötigt (Im Ram). Um sie zu bekommen, müssen Sie aufstehen und ein paar Meter gehen. Und was eine Person derzeit nicht arbeitet, wird dem Archiv übergeben (auf einer Festplatte aufgenommen).

Je breiter die Tabelle ist, desto mehr Dokumente passen darauf, was bedeutet, dass der Mitarbeiter schnell auf weitere Informationen zugreifen kann (Je größer die Kapazität des Cache ist, desto mehr ein Programm oder ein Gerät funktioniert in der Theorie schneller).

Manchmal macht er Fehler - hält auf dem Papiertisch, der falsche Informationen enthält, und verwendet sie in der Arbeit. Infolgedessen wird die Qualität seiner Arbeit reduziert (Fehler im Cache führen zu Fehlfunktionen in der Arbeit von Programmen und Geräten). Um die Situation zu korrigieren, muss der Mitarbeiter die Dokumente mit Fehlern werfen und die richtigen an ihre Stelle setzen (Reinigen Sie den Cache).

Der Tisch hat eine begrenzte Fläche (Der Geldspeicher hat ein begrenztes Volumen). Manchmal kann es beispielsweise erweitert werden, indem die zweite Tabelle bewegt wird, und manchmal ist es unmöglich (Das Volumen des Cache kann erhöht werden, wenn eine solche Gelegenheit vom Programm bereitgestellt wird. Der Gerätscache kann nicht geändert werden, da er durch Hardware implementiert wird).

Eine andere Möglichkeit, den Zugriff auf ein größeres Dokumentenvolumen zu beschleunigen als die Tabelle - um einen Assistenten zu finden, der dem Mitarbeiter aus dem Regal dient (vom Regal dient (Das Betriebssystem kann einen Teil des nicht verwendeten RAM zum Zwischenspeichern dieser Geräte hervorheben). Aber es ist immer noch langsamer, als sie vom Tisch zu nehmen.

Die vorliegenden Dokumente sollten für aktuelle Aufgaben relevant sein. Der Mitarbeiter selbst ist verpflichtet, zu überwachen. Setzen Sie die Dinge in den Zeitungen regelmäßig ein (Die Vertreibung irrelevanter Daten aus dem Cache liegt "auf den Schultern" der Anwendungen, die sie verwenden; Einige Programme haben die Funktion der automatischen Cache -Reinigung).

Wenn der Mitarbeiter vergisst, die Reihenfolge am Arbeitsplatz aufrechtzuerhalten und die Relevanz der Dokumentation zu überwachen, kann er einen Tischreinigungsplan zeichnen und sie als Erinnerung verwenden. In extremen Fällen, um dies dem Assistenten anzuvertrauen (Assistent (Wenn die vom Cache abhängige Anwendung abhängig ist, funktioniert die Anwendung langsamer oder oft lädt irrelevante Daten hoch, verwenden Sie die Cache -Reinigungswerkzeuge gemäß dem Zeitplan oder führen Sie diesen Manipulationsmanip durch).

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Mit "Caching -Funktionen" stoßen wir tatsächlich überall hin. Dies ist der Kauf von Produkten für die Zukunft und die verschiedenen Aktionen, die wir im Passieren gleichzeitig und t ausführen. D. In der Tat ist dies alles, was uns vor übermäßiger Aufregung und unnötigen Körperbewegungen rettet, das Leben rationalisiert und die Arbeit erleichtert. Der Computer macht dasselbe. Mit einem Wort, wenn es keinen Cache gäbe, würde er Hunderte und tausende Male langsamer arbeiten. Und wir hätten es kaum gemocht.