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为何引入缓存技术

发布时间: 2022-06-20 10:54:49

㈠ 计算机中为什么要采用高速缓存器(CACHE)

是为了解决低速的外设和高速的CPU之间速度不匹配的问题。

主要由三大部分组成:

1、Cache存储体:存放由主存调入的指令与数据块。

2、地址转换部件:建立目录表以实现主存地址到缓存地址的转换。

3、替换部件:在缓存已满时按一定策略进行数据块替换,并修改地址转换部件。

在有高速缓冲存储器的计算机系统中,中央处理器存取主存储器的地址划分为行号、列号和组内地址三个字段。

于是,主存储器就在逻辑上划分为若干行;每行划分为若干的存储单元组;每组包含几个或几十个字。高速存储器也相应地划分为行和列的存储单元组。二者的列数相同,组的大小也相同,但高速存储器的行数却比主存储器的行数少得多。

(1)为何引入缓存技术扩展阅读

当中央处理器存取主存储器时,高速缓存器首先自动对存取地址的列号字段进行译码,以便将联想存储器该列的全部行号与存取主存储器地址的行号字段进行比较:若有相同的,表明要存取的主存储器单元已在高速存储器中,称为命中,硬件就将存取主存储器的地址映射为高速存储器的地址并执行存取操作。

若都不相同,表明该单元不在高速存储器中,称为脱靶,硬件将执行存取主存储器操作并自动将该单元所在的那一主存储器单元组调入高速存储器相同列中空着的存储单元组中,同时将该组在主存储器中的行号存入联想存储器对应位置的单元内。

当出现脱靶而高速存储器对应列中没有空的位置时,便淘汰该列中的某一组以腾出位置存放新调入的组,这称为替换。确定替换的规则叫替换算法,常用的替换算法有:最近最少使用算法(LRU)、先进先出法(FIFO)和随机法(RAND)等。

替换逻辑电路就是执行这个功能的。另外,当执行写主存储器操作时,为保持主存储器和高速存储器内容的一致性,对命中和脱靶须分别处理。

㈡ 17. 计算机为什么采用高速缓存技术

应该是为了解决低速的外设和高速的CPU之间速度不匹配的问题。其中最主要是解决CPU和内存之间的速度匹配问题。
内存太慢,不能及时提供数据给
CPU用于计算(CPU现在几个GHZ的频率,速度比内存块很多),会大大降低CPU的效率,因此在CPU内核中集成了高速度的静态RAM,即SRAM构
成的CACHE,提前用算法预读取内存中的数据到CACHE中去,CPU用到的大部分数据(96%以上)都直接在CACHE中得到,不用去读内存了,提高
速度。
缓存在其它地方也有用到,比如硬盘,但提到高速缓存一般是只的CPU内部的CACHE。

㈢ 为什么要引入缓冲技术设置缓冲区的原则是什么

虚拟内存让系统更流畅
1、虚拟内存的作用

内存在计算机中的作用很大,电脑中所有运行的程序都需要经过内存来执行,如果执行的程序很大或很多,就会导致内存消耗殆尽。为了解决这个问题,Windows中运用了虚拟内存技术,即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用,当内存占用完时,电脑就会自动调用硬盘来充当内存,以缓解内存的紧张。举一个例子来说,如果电脑只有128MB物理内存的话,当读取一个容量为200MB的文件时,就必须要用到比较大的虚拟内存,文件被内存读取之后就会先储存到虚拟内存,等待内存把文件全部储存到虚拟内存之后,跟着就会把虚拟内里储存的文件释放到原来的安装目录里了。下面,就让我们一起来看看如何对虚拟内存进行设置吧。

2、虚拟内存的设置

对于虚拟内存主要设置两点,即内存大小和分页位置,内存大小就是设置虚拟内存最小为多少和最大为多少;而分页位置则是设置虚拟内存应使用那个分区中的硬盘空间。对于内存大小的设置,如何得到最小值和最大值呢?你可以通过下面的方法获得:选择“开始→程序→附件→系统工具→系统监视器”(如果系统工具中没有,可以通过“添加/删除程序”中的Windows安装程序进行安装)打开系统监视器,然后选择“编辑→添加项目”,在“类型”项中选择“内存管理程序”,在右侧的列表选择“交换文件大小”。这样随着你的操作,会显示出交换文件值的波动情况,你可以把经常要使用到的程序打开,然后对它们进行使用,这时查看一下系统监视器中的表现值,由于用户每次使用电脑时的情况都不尽相同,因此,最好能够通过较长时间对交换文件进行监视来找出最符合您的交换文件的数值,这样才能保证系统性能稳定以及保持在最佳的状态。

找出最合适的范围值后,在设置虚拟内存时,用鼠标右键点击“我的电脑”,选择“属性”,弹出系统属性窗口,选择“性能”标签,点击下面“虚拟内存”按钮,弹出虚拟内存设置窗口,点击“用户自己指定虚拟内存设置”单选按钮,“硬盘”选较大剩余空间的分区,然后在“最小值”和“最大值”文本框中输入合适的范围值。如果您感觉使用系统监视器来获得最大和最小值有些麻烦的话,这里完全可以选择“让Windows管理虚拟内存设置”。
3、调整分页位置

Windows 9x的虚拟内存分页位置,其实就是保存在C盘根目录下的一个虚拟内存文件(也称为交换文件)Win386.swp,它的存放位置可以是任何一个分区,如果系统盘C容量有限,我们可以把Win386.swp调到别的分区中,方法是在记事本中打开System.ini(C:\Windows下)文件,在[386Enh]小节中,将“PagingDrive=C:WindowsWin

386.swp”,改为其他分区的路径,如将交换文件放在D:中,则改为“PagingDrive=D:Win386.swp”,如没有上述语句可以直接键入即可。

而对于使用Windows 2000和Windows XP的,可以选择“控制面板→系统→高级→性能”中的“设置→高级→更改”,打开虚拟内存设置窗口,在驱动器[卷标]中默认选择的是系统所在的分区,如果想更改到其他分区中,首先要把原先的分区设置为无分页文件,然后再选择其他分区。

㈣ 为何引入磁盘高速缓存

磁盘访问速度受限于机械动作,为了提高磁盘的访问速度,一般在磁盘内部加入访问速度快的专用缓冲存储器或者在内存中开辟一个区域,利用最近访问的即将被再次访问的可能性很大这个原理,所有的访问都不直接访问物理介质而是在这一区域中进行,当这一区域的访问达到系统预先设定的某一值时或者低速度设备空闲时,才刷新到物理介质,这样就大大提高了访问速度.
所有高速设备和低速度设备的连接都用到这一技术.

㈤ 在io系统中为什么要引入缓冲技术

(1)缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾
(2)减少对CPU的中断频率,放宽对CPU中断响应时间的限制。
(3)解决数据粒度不匹配的问题。
(4)提高CPU和I/O设备之间的并行性。

㈥ 什么是缓冲系统采用缓冲技术的原因有哪些举例说明系统中常用的缓冲技术及其实现思想

缓冲就是专用于将数据从源转移至目标的内存块
使用缓冲的原因有以下几种情况:
1。数据无法或不允许直接从源转移至目标,使用缓冲做中间媒介;2。负载的一端需要均匀的数据输送,但是另一端却很不均匀,使用缓冲做调节器;3。数据转移时需要进行额外的检查和处理;4。数据收发的一端可能某些位置的数据被多次重复的输入或输出,使用缓冲减少另一端的重复操作从而提高性能
比如磁盘缓存可以提高文件存取性能
再比如媒体播放器的缓存可以实现视频和音频流平滑的播放
再比如现代操作系统中的内核普遍使用缓存实现内存保护,可以提高系统的安全性

㈦ 为什么要引入缓冲技术。缓冲器的作用是什么

缓冲的作用就是先把数据放在池子里,再从池子里提取。非缓冲的话一般情况都是即时回话如视频会议等,这对网络带宽要求很高,而且网络震荡不能太大,会用到一些特定技术,如组播等。另外根据IP协议传输模式,手拉手式的模式,所以才会引入缓冲技术,不像UDP什么的,对方无答应也会把数据传输过去。这个反正好处很多············

㈧ 什么是缓冲为什么要引入缓冲

缓冲是为了协调吞吐速度相差很大的设备之间的数据传送。

引入缓冲的主要原因,可归结为以下几点:

1、改善CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾

2. 可以减少对 CPU的中断频率,放宽对中断响应时间的限制

3. 提高 CPU和 I/O设备之间的并行性

常见的缓冲技术有:单缓冲,双缓冲,循环缓冲,缓冲池。其中,广泛流行使用公用缓冲池。

(8)为何引入缓存技术扩展阅读

根据系统设置的缓冲器的个数,可把缓冲技术分为:

1、单缓冲:在设备和处理机之间设置一个缓冲器。设备相处理机交换数据时,先把被交换数据写入缓冲器,然后,需要数据的设备或处理机从缓冲器取定数据。

2、双缓冲:解决两台外设、打印帆和终端之间的并行操作问题的办法是设置双缓冲。有了两个缓冲器之后,CPU可把输出到打印机的数据放入其中一个缓冲器(区)、让打印机慢慢打印;然后,它又可以从另一个为终端设置的缓冲器(区)中读取所需要的输入数据。

3、多缓冲:是把多个缓冲区连接起来组成两部分,一部分专门用于输入,另一部分专门用于输出的缓冲结构。

4、缓冲池:把多个缓冲区连接起来统一管理,既可用于输入又可用于输出的缓冲结构。

㈨ 简答题什么是缓冲为什么早引入缓冲

缓冲即是使用专用硬件缓冲器或在内存中划出一个区域用来暂时存放输入输出数据的器件。 引入缓冲是为了匹配外设和CPU之间的处理速度,减少中断次数和CPU的中断处理时间,同时解
决DMA或通道方式时的数据传输瓶颈问题。