❶ 二级缓存的工作原理
缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找，如果找到就立即读取并送给CPU处理；如果没有找到，就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。
正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高（大多数CPU可达90%左右），也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中，只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间，也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说，CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。 最早先的CPU缓存是个整体的，而且容量很低，英特尔公司从Pentium时代开始把缓存进行了分类。当时集成在CPU内核中的缓存已不足以满足CPU的需求，而制造工艺上的限制又不能大幅度提高缓存的容量。因此出现了集成在与CPU同一块电路板上或主板上的缓存，此时就把 CPU内核集成的缓存称为一级缓存，而外部的称为二级缓存。一级缓存中还分数据缓存（Data Cache，D-Cache）和指令缓存（Instruction Cache，I-Cache）。二者分别用来存放数据和执行这些数据的指令，而且两者可以同时被CPU访问，减少了争用Cache所造成的冲突，提高了处理器效能。
❷ CPU缓存的工作原理
CPU要读取一个数据时，首先从Cache中查找，如果找到就立即读取并送给CPU处理；如果没有找到，就用相对慢的速度从内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入Cache中，可以使得以后对整块数据的读取都从Cache中进行，不必再调用内存。
正是这样的读取机制使CPU读取Cache的命中率非常高（大多数CPU可达90%左右），也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在Cache中，只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间，也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说，CPU读取数据的顺序是先Cache后内存。 前面是把Cache作为一个整体来考虑的，下面分类分析。Intel从Pentium开始将Cache分开，通常分为一级高速缓存L1和二级高速缓存L2。在以往的观念中，L1 Cache是集成在CPU中的，被称为片内Cache。在L1中还分数据Cache（D-Cache）和指令Cache（I-Cache）。它们分别用来存放数据和执行这些数据的指令，而且两个Cache可以同时被CPU访问，减少了争用Cache所造成的冲突，提高了处理器效能。
在P4处理器中使用了一种先进的一级指令Cache——动态跟踪缓存。它直接和执行单元及动态跟踪引擎相连，通过动态跟踪引擎可以很快地找到所执行的指令，并且将指令的顺序存储在追踪缓存里，这样就减少了主执行循环的解码周期，提高了处理器的运算效率。
以前的L2 Cache没集成在CPU中，而在主板上或与CPU集成在同一块电路板上，因此也被称为片外Cache。但从PⅢ开始，由于工艺的提高L2 Cache被集成在CPU内核中，以相同于主频的速度工作，结束了L2 Cache与CPU大差距分频的历史，使L2 Cache与L1 Cache在性能上平等，得到更高的传输速度。L2Cache只存储数据，因此不分数据Cache和指令Cache。在CPU核心不变化的情况下，增加L2 Cache的容量能使性能提升，同一核心的CPU高低端之分往往也是在L2 Cache上做手脚，可见L2 Cache的重要性。CPU的L1 Cache与L2 Cache惟一区别在于读取顺序。 CPU在Cache中找到有用的数据被称为命中，当Cache中没有CPU所需的数据时（这时称为未命中），CPU才访问内存。从理论上讲，在一颗拥有2级Cache的CPU中，读取L1 Cache的命中率为80%。也就是说CPU从L1 Cache中找到的有用数据占数据总量的80%，剩下的20%从L2 Cache读取。在一些高端领域的CPU（像Intel的Itanium）中，我们常听到L3 Cache，它是为读取L2 Cache后未命中的数据设计的—种Cache。
为了保证CPU访问时有较高的命中率Cache中的内容应该按一定的算法替换，其计数器清零过程可以把一些频繁调用后再不需要的数据淘汰出Cache，提高Cache的利用率。缓存技术的发展
总之，在传输速度有较大差异的设备间都可以利用Cache作为匹配来调节差距，或者说是这些设备的传输通道。在显示系统、硬盘和光驱，以及网络通讯中，都需要使用Cache技术。但Cache均由静态RAM组成，结构复杂，成本不菲，使用现有工艺在有限的面积内不可能做得很大，不过，这也正是技术前进的源动力，有需要才有进步！ 随着CPU制造工艺的发展，二级缓存也能轻易的集成在CPU内核中，容量也在逐年提升。用集成在CPU内部与否来定义一、二级缓存，已不确切。而且随着二级缓存被集成入CPU内核中，以往二级缓存与CPU大差距分频的情况也被改变，此时其以相同于主频的速度工作，可以为CPU提供更高的传输速度。同一核心的CPU高低端之分往往也是在二级缓存上有差异，由此可见二级缓存对于CPU的重要性。
CPU产品中，一级缓存的容量基本在4KB到64KB之间，二级缓存的容量则分为128KB、256KB、512KB、1MB、2MB等。一级缓存容量各产品之间相差不大，而二级缓存容量则是提高CPU性能的关键。二级缓存容量的提升是由CPU制造工艺所决定的，容量增大必然导致CPU内部晶体管数的增加，要在有限的CPU面积上集成更大的缓存，对制造工艺的要求也就越高。
双核心CPU的二级缓存比较特殊，和以前的单核心CPU相比，最重要的就是两个内核的缓存所保存的数据要保持一致，否则就会出现错误，为了解决这个问题不同的CPU使用了不同的办法。
❸ 磁盘缓存的作用、工作原理是什么（P2P下载软件）
当保存到内存池中的数据达到一个程度时，便将数据保存到硬盘中。这样可以减少实际的磁盘操作，有效的保护磁盘免于重复的读写操作而导致的损坏，也能减少写入所需的时间。
❹ 缓存的工作原理
缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从CPU缓存中查找，找到就立即读取并送给CPU处理；没有找到，就从速率相对较慢的内存中读取并送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，可以使得以后对整块数据的读取都从缓存中进行，不必再调用内存。正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高（大多数CPU可达90%左右），也就是说CPU下一次要读取的数据90%都在CPU缓存中，只有大约10%需要从内存读取。这大大节省了CPU直接读取内存的时间，也使CPU读取数据时基本无需等待。总的来说，CPU读取数据的顺序是先缓存后内存。
RAM(Random-Access Memory)和ROM(Read-Only Memory)相对的，RAM是掉电以后，其中的信息就消失那一种，ROM在掉电以后信息也不会消失那一种。RAM又分两种，一种是静态RAM，SRAM(Static RAM)；一种是动态RAM，DRAM(Dynamic RAM)。前者的存储速率要比后者快得多，使用的内存一般都是动态RAM。为了增加系统的速率，把缓存扩大就行了，扩的越大，缓存的数据越多，系统就越快了，缓存通常都是静态RAM，速率是非常的快， 但是静态RAM集成度低（存储相同的数据，静态RAM的体积是动态RAM的6倍）， 价格高（同容量的静态RAM是动态RAM的四倍）， 由此可见，扩大静态RAM作为缓存是一个非常愚蠢的行为， 但是为了提高系统的性能和速率，必须要扩大缓存， 这样就有了一个折中的方法，不扩大原来的静态RAM缓存，而是增加一些高速动态RAM做为缓存， 这些高速动态RAM速率要比常规动态RAM快，但比原来的静态RAM缓存慢， 把原来的静态RAM缓存叫一级缓存，而把后来增加的动态RAM叫二级缓存。
❺ 关于cpu缓存工作原理问题，一级缓存，二级缓存，三级缓存。。。
缓存（位于cpu和内存之间的临时存储器，工作效率很高）：分为一级、二级和三级缓存。通俗的讲，就是cpu在工作时，需要重复读取一些数据，如果都从内存中读取的话，所用时间还是会有些长，而缓存可以大幅度提高cpu访问数据的能力，只有缓存里没有cpu要找的数据时，cpu才会去找内存提取数据。
而每一级缓存所提供的容量都不相同，三级最大
这样就提高了cpu工作的效率
❻ P2P缓存的P2P缓存系统
P2P缓存系统将传统的缓存原理应用到P2P内容上，其基本思想就是在网络边缘缓存P2P内容，用缓存内容服务后续的P2P请求，过滤掉重复的P2P内容。图1描述了P2P缓存系统的工作原理。如图1所示，在使用了P2P缓存系统后，P2P访问的流程如下。
首先，peer A请求下载内容片断X，下载请求由peer A所归属的Intranet路由转发给P2P缓存设备。由于是初次下载，缓存设备发现请求的内容并没有被缓存过，于是将下载请求转发给互联网上的peer C，peer A最终通过访问peer C获得片断X。注意X在被发送给peer A的同时会通过缓存设备并被缓存。当peer B再次发起下载片断X的请求时，下载请求将同样被引导到缓存设备，此时缓存设备已经缓存了X，于是peer B对X的下载直接由缓存设备提供。
研究表明，由于在P2P网络中同样存在热点内容，因而在P2P网络中部署缓存设备可能获得高达90%的字节命中率。这意味着P2P缓存系统的使用可以非常有效地缓解P2P流量对网络带宽的占用。同时，由于缓存系统靠近P2P用户，可以使用户访问不必穿过缺乏服务质量保证的核心网络，从而降低用户访问响应时间，保证用户访问质量，提升用户体验并吸引用户，从而为P2P技术的进一步发展提供保障。 P2P缓存系统需要完成的主要工作有：P2P协议分析、内容缓存、内容分发和代理。P2P缓存系统通常由流量捕捉、协议处理、缓存检查、内容存储、转发器等单元构成，如图2所示。
其中，流量捕捉完成对受监测流量的捕捉。最简单的实现方式是将缓存系统串联到需要使用的路径上，不过也可以采用策略路由或其他方式完成流量捕捉。捕捉到的流量报文被发送到协议处理单元完成对协议的分析处理，注意此时的报文不仅仅包括P2P通信的。转发器是系统中的发送单元，接收从其他单元发送来的报文，并根据报文中的信息（如目的地址和端口）将报文发送给其他网络设备。在P2P缓存系统中，协议分析单元仅对捕捉到的P2P传输报文做深度报文分析，对其他报文，协议分析单元将直接转发给转发器。一旦协议分析单元发现某报文是P2P内容请求，该报文所属的应用会话（包括后续访问直到会话结束）的状态就会被监视。一旦能够确认该会话所访问的内容（P2P系统中内容通常由其HashID标识），协议分析单元就会访问缓存检查单元以判断该内容是否已经被缓存，如果该内容已经被缓存，该会话的后续请求就会被直接交给内容缓存模块处理。内容缓存模块根据协议分析单元的请求，从缓存中获得相应的缓存内容或将协议分析单元发送的内容做缓存处理。为实现缓存内容的发送，协议分析单元在通过内容缓存模块获得内容数据后需要按P2P协议要求封装获得的内容，模拟源P2P响应，然后交给转发器发送给应用请求者。如果P2P会话所访问的内容并没有被缓存，后续访问的内容就会被缓存到内容存储单元中。图2中标记了不同流量在P2P缓存系统中的处理流程。 图2的缓存系统结构虽然能够完成基本的缓存处理操作，但实际网络对P2P缓存系统还有更多的要求。要使P2P缓存系统融合到现实网络中，P2P缓存系统还需要在处理效率、可扩展性、版权保护以及系统部署等多方面进行优化。
处理效率
首先，网络设备必须满足一定的处理效率要求，对于缓存设备，并发流量处理能力是一个关键性能指标，而流量处理能力的需求直接与系统所服务的终端用户量相关。对于P2P缓存系统，一定数量的重复内容访问和缓存命中率是发挥缓存系统优势的基础，而重复请求的数量依赖于用户群体的规模和用户访问特征。在流行的P2P共享系统中，共享的文件通常较大并且内容繁多，这些特征要求缓存系统能够服务较多的用户和较高的流量，以保证适当的访问命中率。另外，对带宽的需求也会受到网络物理端口的带宽限制。P2P内容的分析和缓存要求设备做7层协议分析和处理，庞大的运算量使得P2P缓存系统不得不采用较好的硬件设备，同时也要求系统充分优化流量处理过程。
高层协议分析的处理效率通常远低于低层协议，为解决对处理效率的要求，系统设计要尽可能在低层协议分析过程中过滤掉非P2P流量。虽然P2P应用的协议五花八门，没有统一的标准，并且在通信端口上也各不相同，但对P2P协议分析显示，各种P2P应用的报文在传输层协议上存在一定的特征，如KaZaa使用的FastTrack协议在报文中存在“GET.hash”字段，eDonkev报文中存在“E30C5”字段，BT报文中存在“BitTorrent protocol”字段。因此，利用协议分析，在第四层的分析中过滤掉不具备P2P特征的流量，系统就可以保证尽可能多的处理能力被用于7层的P2P协议分析，从而提供高流量的处理性能。
扩展性
对P2P缓存系统的可扩展性要求包含两方面的内容：系统处理能力的可扩展性和可缓存处理的协议数量的可扩展性。系统处理能力的可扩展性是要求系统的处理能力仅仅受系统中硬件处理能力限制，如处理器的运算能力、存储器的存储能力、网络带宽的通信能力。如果需要，系统可以通过购买新的硬件来满足更多处理能力需求。对于系统处理能力的可扩展性，现在有很多相关的解决方案，如群集（clustering）系统[5]。
可缓存处理的P2P协议的可扩展性是要求缓存新的P2P协议内容应当仅仅需要在现有系统上安装相关的分析模块，而不需要对现有缓存系统的软件或硬件结构做整体修改，甚至是将现有系统替换掉。就当前P2P应用的发展状况来看，P2P应用和协议缺乏统一标准，P2P应用间信息难以共享。同时，P2P应用在最近几年获得了迅猛的发展，现在已经有了数百种，其中BT、eMule等少数应用已经占用了超过50%的网络流量，对网络性能有严重影响。虽然只要分析和缓存BT等少数几个协议就可以在现阶段对P2P流量达到很好的优化效果，但随着P2P技术的发展，必然会产生对新协议分析和缓存的需求，从而要求系统可以扩展其能够分析处理的协议。对于系统处理协议的扩展，可以通过系统良好的模块化并在协议处理和缓存检查模块之间定义灵活可扩展的接口来得到保证。
版权保护
版权问题长期以来是困扰P2P系统的一个难题。一方面，对版权缺乏保护造就了P2P文件共享网络上的丰富内容，推动了P2P文件共享的快速发展；另一方面，对版权缺乏保护又使得P2P共享对版权内容缺乏吸引，从而阻碍了P2P建立成功的商业模式并推动其进一步发展。迄今为止，虽然业界不断提出P2P文件共享系统的版权保护解决方案，但各种方案或多或少地存在一些问题。如何在保持P2P系统开放性的同时吸引版权内容的参与仍然是一个难题。
P2P缓存系统是一个不负责内容发布的流量优化系统，在版权保护方面也需要有一定的考虑，具体地说就是要求在提供缓存内容的代理服务的同时不触犯任何版权保护法例。需要注意的是，在中国至今仍然没有明确的相关法律法规，在全球范围内对相关问题有明确界定的也仅仅是美国的《千禧年数字版权法（DMCA）》[8]。在该法案中对缓存类设备定义了“版权安全港”，这一定义对提供内容缓存系统做了如下界定：缓存是在本地服务器中为终端用户所做的自动、暂时的内容存储，并对缓存系统提出了以下要求：
● 缓存系统不能成为内容的原始提供者；
● 缓存系统不能在缓存过程中改变被缓存内容；
● 缓存系统的存在不能影响内容的原始访问方式（如口令认证过程等）；
● 缓存系统对内容更新的处理应当符合相应的行业标准；
● 缓存系统必须在了解到所提供/缓存内容侵犯版权所有人权利后立即删除相应内容。
为符合上述对“版权安全港”的要求，缓存系统在为peer访问提供缓存内容服务后需要保证peer访问流程符合原有P2P应用的要求，也就是要求缓存系统具备将P2P应用的数据和信令消息分离的能力。所有的信令交互仍然由信令信道通过缓存设备向提供文件服务的源peer发送，仅对数据通信提供优化加速。这可以通过在缓存系统将访问peer。到被访问peer的链接分割为两个链接实现。对访问peer和缓存设备之间的链接，缓存设备模拟正常的peer访问流程，提供正常的数据通信；对缓存设备到被访问peer的链接，缓存设备在转发所有请求和控制信息的同时，将数据传输信息用占用带宽很少的P2P维持链接信息替代（如BT中有效内容长度为0的消息），该信息同时还起到监测被访问peer状态的功能。当被访问peer停止提供服务时，缓存设备需要停止为其内容提供分发服务。另外，缓存设备还需要提供手动删除缓存内容的能力，以保证在发现内容侵权的第一时间立即删除侵权内容。
❼ Cache的的工作原理是什么
CACHE 快取
CACHE是一种加速内存或磁盘存取的装置，可将慢速磁盘上的数据拷贝至快速的磁盘进行读写动作，以提升系统响应的速度。
其运作原理在于使用较快速的储存装置保留一份从慢速储存装置中所读取数据且进行拷贝，当有需要再从较慢的储存体中读写数据时，CACHE能够使得读写的动作先在快速的装置上完成，如此会使系统的响应较为快速。
举例来说，存取内存 (RAM) 的速度较磁盘驱动器快非常多，所以我们可以将一部份的主存储器保留当成磁盘CACHE，每当有磁盘读取的需求时就把刚读取的数据拷贝一份放在CACHE内存中，如果系统继续要求读取或写入同一份数据或同一扇区 (sector) 时，系统可以直接从内存中的CACHE部分作读写的动作，这样系统对磁盘的存取速度感觉上会快许多。
同样的，静态内存 (SRAM) 比动态内存 (DRAM) 的读写速度快，使用些静态内存作为动态内存的CACHE，也可以提升读写的效率。
内存不全部使用SRAM取代DRAM 的原因，是因为SRAM的成本较DRAM高出许多。
使用CACHE的问题是写入CACHE中的数据如果不立即写回真正的储存体，一但电源中断或其它意外会导致数据流失；但若因而每次都将数据写写回真正的储存体，又将会使得CACHE只能发挥加速读取的功能，而不能加速写入的速度，这样的状况使得CACHE写入的方式分为两类:
1. Write-Through: 每次遇到写入时就将数据写入真正的储存体。
2. Write-Back: 遇到写入时不一定回写，只纪录在CACHE内，并将该份数据标示为已更改(dirty)，等系统有空或等到一定的时间后再将数据写回真正的储存体，这种做法是承担一点风险来换取效率。
由于很多时候系统不只有重复读写同一块区域，使用两组各自独立的CACHE效能通常比只使用一组较佳，这称为 2-Ways Associate，同样的，使用四组CACHE则称为4ways Associate，但更多组的CACHE会使得算法相对的复杂许多。
CACHE的效能依算法的使用而有好坏之分，估量的单位通常使用命中率 (hits)，命中率较高者较佳。
新式的CPU上也有内建的CACHE，称为 LEVEL 1 (L1) 快取， 由于与 CPU 同频率运作，能比在主机板上的 LEVEL 2 (L2) CACHE提供更快速的存取效能。
❽ Cache的工作原理是什么
Cache的工作原理是基于程序访问的局部性（通俗说就是把经常用到的数据放在一个高速的cache里面）。
Cache存储器：电脑中为高速缓冲存储器，是位于CPU和主存储器DRAM（Dynamic Random Access Memory）之间，规模较小，但速度很高的存储器，通常由SRAM（Static Random Access Memory静态存储器）组成。
Cache的功能是提高CPU数据输入输出的速率。
Cache容量小但速度快，内存速度较低但容量大，通过优化调度算法，系统的性能会大大改善，仿佛其存储系统容量与内存相当而访问速度近似Cache。
Cache通常采用相联存储器。
(8)浅谈边缘缓存及其工作原理扩展阅读
PC系统的发展趋势之一是CPU主频越做越高，系统架构越做越先进，而主存DRAM的结构和存取时间改进较慢。因此，Cache技术愈显重要，在PC系统中Cache越做越大。广大用户已把Cache做为评价和选购PC系统的一个重要指标。
本在传输速度有较大差异的设备间都可以利用Cache作为匹配来调节差距，或者说是这些设备的传输通道。在显示系统、硬盘和光驱，以及网络通讯中，都需要使用Cache技术。
❾ 缓存服务器的缓存服务器原理
Web缓存服务器的应用模式主要是正向代理和反向代理。正向代理(Proxy)模式是代理网络用户访问internet，客户端将本来要直接发送到internet上源服务器的连接请求发送给代理服务器处理。正向代理的目的是加速用户在使用浏览器访问Internet时的请求响应时间，并提高广域网线路的利用率。正向代理浏览器无需和该站点建立联系，只访问到Web缓存即可。通过正向代理，大大提高了后续用户的访问速度，使他们无需再穿越Internet，只要从本地Web缓存就可以获取所需要的信息，避免了带宽问题，同时可以大量减少重复请求在网络上的传输，从而降低网络流量，节省资费。
反向代理(Reverse Proxy)模式是针对Web服务器加速功能的，在该模式中，缓存服务器放置在web应用服务器的前面，当用户访问web应用服务器的时候，首先经过缓存服务器，并将用户的请求和应用服务器应答的内容写入缓存服务器中，从而为后续用户的访问提供更快的响应。其工作原理如下图所示。