佛山轻纺原料市场:什么叫缓存?清楚点好吗?

来源:百度文库 编辑:中科新闻网 时间:2024/05/10 06:27:55

计算机的主要硬件,硬盘,内存和处理器之间的速度是不一样的,其中处理器的速度是非常快的,内存次之,而硬盘的速度是很慢的(相对于处理器来说),一件任务的处理要通过处理器给出的指令,把相关数据从硬盘里调出来,到内存,在内存和处理器之间还会有许多数据的传输,内存本身不能处理数据,要通过处理器来处理,当他们一起工作的时候,由于处理器和内存工作得快,它们常在把事做完了没事做了,要等硬盘,这样就大大降低了系统的整体性能,不能发挥所有硬件的性能。为了解决这个问题,一个优秀的操作系统必然要有“缓存”来作为这些硬件之间的一个中间站,来缓和这种矛盾,从而一定程度上提高系统的性能,“缓存”处理的越好,系统的性能发挥的越好。

从某种角度讲,内存本身是硬盘和处理器之间的一个缓存,它的作用是缓解硬盘和处理器之间的尖锐矛盾的。当它被作为一个固定的部件后,它本身也成了需要用缓存来缓解瓶颈的对象。它对处理器和硬盘夹在中间,是他们的必经之路,硬盘与处理器之间的关系成了硬盘与内存和内存与处理器之间的双重关系。

最“著名”的缓存是页面文件,这个倒不是缓解速度的,而是缓解容量的,在速度上,硬盘不如内存,但是容量上,内存是不可能跟硬盘比的,当你运行一个程序需要大量数据,占有大量内存时,内存就要被塞满,怎么办呢?把那些暂时不用的放到硬盘里去,因为处理器总是只调用处理一个任务所需的数据,其他的准备的数据(就是那些可能要用的,但暂时还不用的)可以先放一放,如果内存放不下,就只好放到硬盘了。但是这样做是有代价的,当放到内存的数据重新要被使用时,你就得等很长时间等系统把在硬盘中得数据调上来。其实你可以感受到系统的这些动作,比如你打开IE或Office,第一次打开是很慢的,但是关闭后马上再打开就快很多,这是因为这时数据还没被系统“请”出内存,系统从内存中直接取得数据自然快了;另一个情况,当你开了一个photoshop这样的大软件,这时打开Office要比平时还慢一点,这是因为内存本来被photoshop占领着,要调入Office的数据到内存就必须把photoshop的数据“请”出内存,多了这个过程,打开自然要慢一些。

缓存(Cache memory)是硬盘控制器上的一块内存芯片,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界介面传输速度不同,缓存在其中起到一个缓冲的作用。缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据,如果有大缓存,则可以将那些零碎数据暂存在缓存中,减小外系统的负荷,也提高了数据的传输速度。
硬盘的缓存主要起三种作用:一是预读取。当硬盘受到CPU指令控制开始读取数据时,硬盘上的控制芯片会控制磁头把正在读取的簇的下一个或者几个簇中的数据读到缓存中(由于硬盘上数据存储时是比较连续的,所以读取命中率较高),当需要读取下一个或者几个簇中的数据的时候,硬盘则不需要再次读取数据,直接把缓存中的数据传输到内存中就可以了,由于缓存的速度远远高于磁头读写的速度,所以能够达到明显改善性能的目的;二是对写入动作进行缓存。当硬盘接到写入数据的指令之后,并不会马上将数据写入到盘片上,而是先暂时存储在缓存里,然后发送一个“数据已写入”的信号给系统,这时系统就会认为数据已经写入,并继续执行下面的工作,而硬盘则在空闲(不进行读取或写入的时候)时再将缓存中的数据写入到盘片上。虽然对于写入数据的性能有一定提升,但也不可避免地带来了安全隐患——如果数据还在缓存里的时候突然掉电,那么这些数据就会丢失。对于这个问题,硬盘厂商们自然也有解决办法:掉电时,磁头会借助惯性将缓存中的数据写入零磁道以外的暂存区域,等到下次启动时再将这些数据写入目的地;第三个作用就是临时存储最近访问过的数据。有时候,某些数据是会经常需要访问的,硬盘内部的缓存会将读取比较频繁的一些数据存储在缓存中,再次读取时就可以直接从缓存中直接传输。
缓存容量的大小不同品牌、不同型号的产品各不相同,早期的硬盘缓存基本都很小,只有几百KB,已无法满足用户的需求。2MB和8MB缓存是现今主流硬盘所采用,而在服务器或特殊应用领域中还有缓存容量更大的产品,甚至达到了16MB、64MB等。
大容量的缓存虽然可以在硬盘进行读写工作状态下,让更多的数据存储在缓存中,以提高硬盘的访问速度,但并不意味着缓存越大就越出众。缓存的应用存在一个算法的问题,即便缓存容量很大,而没有一个高效率的算法,那将导致应用中缓存数据的命中率偏低,无法有效发挥出大容量缓存的优势。算法是和缓存容量相辅相成,大容量的缓存需要更为有效率的算法,否则性能会大大折扣,从技术角度上说,高容量缓存的算法是直接影响到硬盘性能发挥的重要因素。更大容量缓存是未来硬盘发展的必然趋势。

就是临时仓库,处理数据不过来的时候就存在那,越大越好,嘿嘿

一楼的高手,讲的很详细,很好