㈠ 計算機中為什麼要採用高速緩存器(CACHE)
是為了解決低速的外設和高速的CPU之間速度不匹配的問題。
主要由三大部分組成:
1、Cache存儲體:存放由主存調入的指令與數據塊。
2、地址轉換部件:建立目錄表以實現主存地址到緩存地址的轉換。
3、替換部件:在緩存已滿時按一定策略進行數據塊替換,並修改地址轉換部件。
在有高速緩沖存儲器的計算機系統中,中央處理器存取主存儲器的地址劃分為行號、列號和組內地址三個欄位。
於是,主存儲器就在邏輯上劃分為若干行;每行劃分為若乾的存儲單元組;每組包含幾個或幾十個字。高速存儲器也相應地劃分為行和列的存儲單元組。二者的列數相同,組的大小也相同,但高速存儲器的行數卻比主存儲器的行數少得多。
(1)為何引入緩存技術擴展閱讀
當中央處理器存取主存儲器時,高速緩存器首先自動對存取地址的列號欄位進行解碼,以便將聯想存儲器該列的全部行號與存取主存儲器地址的行號欄位進行比較:若有相同的,表明要存取的主存儲器單元已在高速存儲器中,稱為命中,硬體就將存取主存儲器的地址映射為高速存儲器的地址並執行存取操作。
若都不相同,表明該單元不在高速存儲器中,稱為脫靶,硬體將執行存取主存儲器操作並自動將該單元所在的那一主存儲器單元組調入高速存儲器相同列中空著的存儲單元組中,同時將該組在主存儲器中的行號存入聯想存儲器對應位置的單元內。
當出現脫靶而高速存儲器對應列中沒有空的位置時,便淘汰該列中的某一組以騰出位置存放新調入的組,這稱為替換。確定替換的規則叫替換演算法,常用的替換演算法有:最近最少使用演算法(LRU)、先進先出法(FIFO)和隨機法(RAND)等。
替換邏輯電路就是執行這個功能的。另外,當執行寫主存儲器操作時,為保持主存儲器和高速存儲器內容的一致性,對命中和脫靶須分別處理。
㈡ 17. 計算機為什麼採用高速緩存技術
應該是為了解決低速的外設和高速的CPU之間速度不匹配的問題。其中最主要是解決CPU和內存之間的速度匹配問題。
內存太慢,不能及時提供數據給
CPU用於計算(CPU現在幾個GHZ的頻率,速度比內存塊很多),會大大降低CPU的效率,因此在CPU內核中集成了高速度的靜態RAM,即SRAM構
成的CACHE,提前用演算法預讀取內存中的數據到CACHE中去,CPU用到的大部分數據(96%以上)都直接在CACHE中得到,不用去讀內存了,提高
速度。
緩存在其它地方也有用到,比如硬碟,但提到高速緩存一般是只的CPU內部的CACHE。
㈢ 為什麼要引入緩沖技術設置緩沖區的原則是什麼
虛擬內存讓系統更流暢
1、虛擬內存的作用
內存在計算機中的作用很大,電腦中所有運行的程序都需要經過內存來執行,如果執行的程序很大或很多,就會導致內存消耗殆盡。為了解決這個問題,Windows中運用了虛擬內存技術,即拿出一部分硬碟空間來充當內存使用,當內存佔用完時,電腦就會自動調用硬碟來充當內存,以緩解內存的緊張。舉一個例子來說,如果電腦只有128MB物理內存的話,當讀取一個容量為200MB的文件時,就必須要用到比較大的虛擬內存,文件被內存讀取之後就會先儲存到虛擬內存,等待內存把文件全部儲存到虛擬內存之後,跟著就會把虛擬內里儲存的文件釋放到原來的安裝目錄里了。下面,就讓我們一起來看看如何對虛擬內存進行設置吧。
2、虛擬內存的設置
對於虛擬內存主要設置兩點,即內存大小和分頁位置,內存大小就是設置虛擬內存最小為多少和最大為多少;而分頁位置則是設置虛擬內存應使用那個分區中的硬碟空間。對於內存大小的設置,如何得到最小值和最大值呢?你可以通過下面的方法獲得:選擇「開始→程序→附件→系統工具→系統監視器」(如果系統工具中沒有,可以通過「添加/刪除程序」中的Windows安裝程序進行安裝)打開系統監視器,然後選擇「編輯→添加項目」,在「類型」項中選擇「內存管理程序」,在右側的列表選擇「交換文件大小」。這樣隨著你的操作,會顯示出交換文件值的波動情況,你可以把經常要使用到的程序打開,然後對它們進行使用,這時查看一下系統監視器中的表現值,由於用戶每次使用電腦時的情況都不盡相同,因此,最好能夠通過較長時間對交換文件進行監視來找出最符合您的交換文件的數值,這樣才能保證系統性能穩定以及保持在最佳的狀態。
找出最合適的范圍值後,在設置虛擬內存時,用滑鼠右鍵點擊「我的電腦」,選擇「屬性」,彈出系統屬性窗口,選擇「性能」標簽,點擊下面「虛擬內存」按鈕,彈出虛擬內存設置窗口,點擊「用戶自己指定虛擬內存設置」單選按鈕,「硬碟」選較大剩餘空間的分區,然後在「最小值」和「最大值」文本框中輸入合適的范圍值。如果您感覺使用系統監視器來獲得最大和最小值有些麻煩的話,這里完全可以選擇「讓Windows管理虛擬內存設置」。
3、調整分頁位置
Windows 9x的虛擬內存分頁位置,其實就是保存在C盤根目錄下的一個虛擬內存文件(也稱為交換文件)Win386.swp,它的存放位置可以是任何一個分區,如果系統盤C容量有限,我們可以把Win386.swp調到別的分區中,方法是在記事本中打開System.ini(C:\Windows下)文件,在[386Enh]小節中,將「PagingDrive=C:WindowsWin
386.swp」,改為其他分區的路徑,如將交換文件放在D:中,則改為「PagingDrive=D:Win386.swp」,如沒有上述語句可以直接鍵入即可。
而對於使用Windows 2000和Windows XP的,可以選擇「控制面板→系統→高級→性能」中的「設置→高級→更改」,打開虛擬內存設置窗口,在驅動器[卷標]中默認選擇的是系統所在的分區,如果想更改到其他分區中,首先要把原先的分區設置為無分頁文件,然後再選擇其他分區。
㈣ 為何引入磁碟高速緩存
磁碟訪問速度受限於機械動作,為了提高磁碟的訪問速度,一般在磁碟內部加入訪問速度快的專用緩沖存儲器或者在內存中開辟一個區域,利用最近訪問的即將被再次訪問的可能性很大這個原理,所有的訪問都不直接訪問物理介質而是在這一區域中進行,當這一區域的訪問達到系統預先設定的某一值時或者低速度設備空閑時,才刷新到物理介質,這樣就大大提高了訪問速度.
所有高速設備和低速度設備的連接都用到這一技術.
㈤ 在io系統中為什麼要引入緩沖技術
(1)緩和CPU與I/O設備間速度不匹配的矛盾
(2)減少對CPU的中斷頻率,放寬對CPU中斷響應時間的限制。
(3)解決數據粒度不匹配的問題。
(4)提高CPU和I/O設備之間的並行性。
㈥ 什麼是緩沖系統採用緩沖技術的原因有哪些舉例說明系統中常用的緩沖技術及其實現思想
緩沖就是專用於將數據從源轉移至目標的內存塊
使用緩沖的原因有以下幾種情況:
1。數據無法或不允許直接從源轉移至目標,使用緩沖做中間媒介;2。負載的一端需要均勻的數據輸送,但是另一端卻很不均勻,使用緩沖做調節器;3。數據轉移時需要進行額外的檢查和處理;4。數據收發的一端可能某些位置的數據被多次重復的輸入或輸出,使用緩沖減少另一端的重復操作從而提高性能
比如磁碟緩存可以提高文件存取性能
再比如媒體播放器的緩存可以實現視頻和音頻流平滑的播放
再比如現代操作系統中的內核普遍使用緩存實現內存保護,可以提高系統的安全性
㈦ 為什麼要引入緩沖技術。緩沖器的作用是什麼
緩沖的作用就是先把數據放在池子里,再從池子里提取。非緩沖的話一般情況都是即時回話如視頻會議等,這對網路帶寬要求很高,而且網路震盪不能太大,會用到一些特定技術,如組播等。另外根據IP協議傳輸模式,手拉手式的模式,所以才會引入緩沖技術,不像UDP什麼的,對方無答應也會把數據傳輸過去。這個反正好處很多············
㈧ 什麼是緩沖為什麼要引入緩沖
緩沖是為了協調吞吐速度相差很大的設備之間的數據傳送。
引入緩沖的主要原因,可歸結為以下幾點:
1、改善CPU與I/O設備間速度不匹配的矛盾
2. 可以減少對 CPU的中斷頻率,放寬對中斷響應時間的限制
3. 提高 CPU和 I/O設備之間的並行性
常見的緩沖技術有:單緩沖,雙緩沖,循環緩沖,緩沖池。其中,廣泛流行使用公用緩沖池。
(8)為何引入緩存技術擴展閱讀
根據系統設置的緩沖器的個數,可把緩沖技術分為:
1、單緩沖:在設備和處理機之間設置一個緩沖器。設備相處理機交換數據時,先把被交換數據寫入緩沖器,然後,需要數據的設備或處理機從緩沖器取定數據。
2、雙緩沖:解決兩台外設、列印帆和終端之間的並行操作問題的辦法是設置雙緩沖。有了兩個緩沖器之後,CPU可把輸出到列印機的數據放入其中一個緩沖器(區)、讓列印機慢慢列印;然後,它又可以從另一個為終端設置的緩沖器(區)中讀取所需要的輸入數據。
3、多緩沖:是把多個緩沖區連接起來組成兩部分,一部分專門用於輸入,另一部分專門用於輸出的緩沖結構。
4、緩沖池:把多個緩沖區連接起來統一管理,既可用於輸入又可用於輸出的緩沖結構。
㈨ 簡答題什麼是緩沖為什麼早引入緩沖
緩沖即是使用專用硬體緩沖器或在內存中劃出一個區域用來暫時存放輸入輸出數據的器件。 引入緩沖是為了匹配外設和CPU之間的處理速度,減少中斷次數和CPU的中斷處理時間,同時解
決DMA或通道方式時的數據傳輸瓶頸問題。