Apakah prinsip mekanisme caching

Prinsip mekanisme cache digambarkan sebagai lima langkah: "prinsip setempat", "struktur cache", "cache hit dan cache miss", "strategi penggantian" dan "strategi tulis": 1. Prinsip lokaliti, menggunakan The prinsip lokaliti data yang diakses oleh program 2. Struktur cache, cache biasanya terdiri daripada cache berbilang peringkat, setiap tahap mempunyai ciri-ciri kapasiti dan kelajuan yang berbeza 3. Cache hit dan cache terlepas, apabila CPU perlu membaca atau menulis Apabila data dimasukkan, tahap cache yang paling hampir dengannya akan disemak terlebih dahulu 4. Strategi penggantian, jika kehilangan cache berlaku, muatkan data dari memori utama ke cache, dsb.

Sistem pengendalian tutorial ini: sistem Windows 10, komputer Dell G3.

Mekanisme cache (Cache) ialah hierarki storan yang terletak di antara CPU dan memori utama untuk meningkatkan kelajuan dan kecekapan akses data. Ia mengurangkan kekerapan membaca data dari memori utama dengan menyimpan salinan beberapa data lebih dekat dengan CPU.

Prinsip mekanisme cache boleh digambarkan secara ringkas sebagai langkah berikut:

1. Prinsip Lokaliti: Cache mengambil kesempatan daripada prinsip lokaliti akses program kepada data. Semasa pelaksanaan program, biasanya terdapat lokaliti temporal dan lokaliti spatial. Lokaliti sementara bermakna bahawa data yang diakses berkemungkinan akan diakses semula dalam masa terdekat;

2. Struktur cache: Cache biasanya terdiri daripada berbilang peringkat cache, setiap tahap mempunyai ciri kapasiti dan kelajuan yang berbeza. Secara umumnya, lebih dekat cache dengan CPU, lebih kecil kapasiti dan lebih cepat. Yang paling biasa ialah cache L1, cache L2 dan cache L3.

3. Cache Hit vs. Cache Miss: Apabila CPU perlu membaca atau menulis data, ia mula-mula menyemak tahap cache yang paling hampir dengannya (cth. L1 cache). Jika data yang diperlukan sudah ada dalam cache, hit cache berlaku dan CPU boleh membaca atau menulis data terus daripada cache tanpa mengakses memori utama. Jika data yang diperlukan tiada dalam cache, kehilangan cache berlaku dan CPU mesti memuatkan atau menulis semula data daripada memori utama.

4. Strategi penggantian: Apabila kehilangan cache berlaku, data perlu dimuatkan daripada memori utama ke dalam cache. Disebabkan kapasiti cache yang terhad, blok data gantian perlu dipilih apabila cache penuh. Strategi penggantian biasa termasuk paling kurang digunakan baru-baru ini (LRU), masuk dahulu keluar dahulu (FIFO) dan penggantian rawak.

5. Strategi tulis: Apabila CPU menulis data, ia boleh menggunakan strategi penulisan yang berbeza. Strategi menulis biasa termasuk Tulis Balik dan Tulis Melalui. Strategi tulis balik menyimpan sementara pengubahsuaian data dalam cache, dan hanya akan ditulis kembali ke memori utama apabila data digantikan daripada cache atau dibaca oleh CPU strategi tulis lalu memerlukan memori utama dikemas kini dengan segera untuk setiap operasi tulis.

Melalui prinsip dan teknologi ini, mekanisme cache boleh meningkatkan prestasi sistem komputer dengan ketara, mengurangkan bilangan akses kepada memori utama dan mempercepatkan akses data.

Atas ialah kandungan terperinci Apakah prinsip mekanisme caching. Untuk maklumat lanjut, sila ikut artikel berkaitan lain di laman web China PHP!