㈠ 高速缓冲存储器的作用是什么
高速缓冲存储器的容量一般只有主存储器的几百分之一,但它的存取速度能与中央处理器相匹配。
根据程序局部性原理,正在使用的主存储器某一单元邻近的那些单元将被用到的可能性很大。因而,当中央处理器存取主存储器某一单元时,计算机硬件就自动地将包括该单元在内的那一组单元内容调入高速缓冲存储器,中央处理器即将存取的主存储器单元很可能就在刚刚调入到高速缓冲存储器的那一组单元内。
所以中央处理器就可以直接对高速缓冲存储器进行存取。在整个处理过程中,如果中央处理器绝大多数存取主存储器的操作能为存取高速缓冲存储器所代替,计算机系统处理速度就能显着提高。
(1)缓冲存储器决定什么速度扩展阅读:
提高高速缓冲存储器读取命中率的算法:
1、随机法:随机替换算法就是用随机数发生器产生一个要替换的块号,将该块替换出去,此算法简单、易于实现,而且它不考虑Cache块过去、现在及将来的使用情况,但是没有利用上层存储器使用的“历史信息”、没有根据访存的局部性原理。
2、先进先出法:先进先出算法就是将最先进入Cache的信息块替换出去。FIFO算法按调入Cache的先后决定淘汰的顺序,选择最早调入Cache的字块进行替换,它不需要记录各字块的使用情况,比较容易实现,系统开销小。
3、近期最少使用法:近期最少使用(Least Recently Used,LRU)算法。这种方法是将近期最少使用的Cache中的信息块替换出去。该算法较先进先出算法要好一些。但此法也不能保证过去不常用将来也不常用。
㈡ Cache 和cpu 哪个速度快
cache是高速缓存存储器,CPU是处理器,根本就不是一种产品,无法比拟速度问题。
cache高速缓冲存储器 一种特殊的存储器子系统,其中复制了频繁使用的数据以利于快速访问。存储器的高速缓冲存储器存储了频繁访问的 RAM 位置的内容及这些数据项的存储地址。当处理器引用存储器中的某地址时,高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。如果存有该地址,则将数据返回处理器;如果没有保存该地址,则进行常规的存储器访问。因为高速缓冲存储器总是比主RAM 存储器速度快,所以当 RAM 的访问速度低于微处理器的速度时,常使用高速缓冲存储器。
㈢ 高速缓冲存储器的工作原理是什么
高速缓存内存标识位于主内存中的重复指令和数据,并将其复制到其内存中。CPU不再为相同的指令和数据重复访问较慢的主内存,而是访问更快的缓存。
缓存有时称为CPU内存,通常运行在高性能的SRAM内存模块上。CPU可以访问更快的缓存内存来运行性能敏感的操作。高速缓存内存通常集成在主板下,或者在不同的芯片上,通过总线与CPU互连。
(3)缓冲存储器决定什么速度扩展阅读
Cache 技术所依赖的原理是”程序执行与数据访问的局部性原理“,这种局部性表现在两个方面:
时间局部性:如果程序中的某条指令一旦执行,不久以后该指令可能再次执行,如果某数据被访问过,不久以后该数据可能再次被访问。
空间局部性:一旦程序访问了某个存储单元,在不久之后,其附近的存储单元也将被访问,即程序在一段时间内所访问的地址,可能集中在一定的范围之内,这是因为指令或数据通常是顺序存放的。
时间局部性是通过将近来使用的指令和数据保存到Cache中实现。空间局部性通常是使用较大的高速缓存,并将 预取机制 集成到高速缓存控制逻辑中来实现。
㈣ 三种存储器从快到慢
存储器是用来存储程序和各种数据信息的记忆部件。
存储速度从快到慢排列:内存储器、高速缓冲存储器、计算机的主存、大容量磁盘。
根据存储材料的性能及使用方法的不同,存储器有几种不同的分类方法。
1.按存储介质分类
半导体存储器:用半导体器件组成的存储器。
磁表面存储器:用磁性材料做成的存储器。
2.按存储方式分类
随机存储器:任何存储单元的内容都能被随机存取,且存取时间和存储单元的物理位置无关。
顺序存储器:只能按某种顺序来存取,存取时间与存储单元的物理位置有关。
3.按存储器的读写功能分类
只读存储器(ROM):存储的内容是固定不变的,只能读出而不能写入的半导体存储器。
随机读写存储器(RAM):既能读出又能写入的半导体存储器。
4.按信息的可保存性分类
非永久记忆的存储器:断电后信息即消失的存储器。
永久记忆性存储器:断电后仍能保存信息的存储器。
5.按在计算机系统中的作用分类
主存储器(内存):用于存放活动的程序和数据,其速度高、容量较小、每位价位高。
辅助存储器(外存储器):主要用于存放当前不活跃的程序和数据,其速度慢、容量大、每位价位低。
缓冲存储器:主要在两个不同工作速度的部件起缓冲作用。
㈤ 使用cache可以提高计算机的运行速度,是什么原因
原因如下:
1,Cache缩短了CPU的等待时间。
2,Cache即高速缓冲存储器,它是位于CPU和DRAM主存之间的规模小的速度快的存储器,通常由SRAM组成。
Cache的工作原理是保存CPU最常用数据;当Cache中保存着CPU要读写的数据时,CPU直接访问Cache。由于Cache的速度与CPU相当,CPU就能在零等待状态下迅速地实现数据存取。
只有在Cache中不含有CPU所需的数据时CPU才去访问主存。Cache在CPU的读取期间依照优化命中原则淘汰和更新数据,可以把Cache看成是主存与CPU 之间的缓冲适配器,借助于Cache,可以高效地完成DRAM内存和CPU之间的速度匹配。
㈥ 计算机内,配置高速缓冲存储器(CACHE)是为了解决什么
答案是B.
高速缓冲存储器(Cache)实际上是为了把由DRAM组成的大容量内存储器都看做是高速存储器而设置的小容量局部存储器,一般由高速SRAM构成。这种局部存储器是面向CPU的,引入它是为减小或消除CPU与内存之间的速度差异对系统性能带来的影响。Cache
通常保存着一份内存储器中部分内容的副本(拷贝),该内容副本是最近曾被CPU使用过的数据和程序代码。Cache的有效性是利用了程序对存储器的访问在时间上和空间上所具有的局部区域性,即对大多数程序来说,在某个时间片内会集中重复地访问某一个特定的区域。如PUSH/POP指令的操作都是在栈顶顺序执行,变量会重复使用,以及子程序会反复调用等,就是这种局部区域性的实际例证。因此,如果针对某个特定的时间片,用连接在局部总线上的Cache代替低速大容量的内存储器,作为CPU集中重复访问的区域,系统的性能就会明显提高。
㈦ cache作用
Cache作用具体如下:
1、Cache可以大大提高CPU访问主存的速度,中央处理器绝大多数存取主存储器的操作能为存取高速缓冲存储器所代替,能极大缓和中央处理器和主存储器之间速度不匹配的矛盾。
在计算机技术发展过程中,主存储器存取速度一直比中央处理器操作速度慢得多,使中央处理器的高速处理能力不能充分发挥,整个计算机系统的工作效率受到影响。在存储层次上采用高速缓冲存储器来缓和中央处理器和主存储器之间速度不匹配的矛盾也是常用的方法之一。很多大、中型计算机以及新近的一些小型机、微型机也都采用高速缓冲存储器。
2、Cache可以显着提高计算机系统处理速度。
高速缓冲存储器的容量一般只有主存储器的几百分之一,但它的存取速度能与中央处理器相匹配。根据程序局部性原理,正在使用的主存储器某一单元邻近的那些单元将被用到的可能性很大。因而,当中央处理器存取主存储器某一单元时,计算机硬件就自动地将包括该单元在内的那一组单元内容调入高速缓冲存储器,中央处理器即将存取的主存储器单元很可能就在刚刚调入到高速缓冲存储器的那一组单元内。于是,中央处理器就可以直接对高速缓冲存储器进行存取。在整个处理过程中,如果中央处理器绝大多数存取主存储器的操作能为存取高速缓冲存储器所代替,计算机系统处理速度就能显着提高。
拓展资料:
cache定义如下:
cache名为高速缓冲存储器。其是指存取速度比一般随机存取记忆体(RAM)来得快的一种RAM,一般而言它不像系统主记忆体那样使用DRAM技术,而使用昂贵但较快速的SRAM技术,也有快取记忆体的名称。cache是存在于主存与CPU之间的一级存储器,由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度比主存高得多, 接近于CPU的速度。
Cache原理具体如下:
任何程序或数据要为CPU所使用,必须先放到主存储器(内存)中,即CPU只与主存交换数据,所以主存的速度在很大程度上决定了系统的运行速度。程序在运行期间,在一个较短的时间间隔内,由程序产生的地址往往集中在存储器的一个很小范围的地址空间内。
指令地址本来就是连续分布的,再加上循环程序段和子程序段要多次重复执行,因此对这些地址中的内容的访问就自然的具有时间集中分布的倾向。数据分布的集中倾向不如程序这么明显,但对数组的存储和访问以及工作单元的选择可以使存储器地址相对地集中。这种对局部范围的存储器地址频繁访问,而对此范围外的地址访问甚少的现象被称为程序访问的局部化性质。
如果把在一段时间内一定地址范围被频繁访问的信息集合成批地从主的系统中,CPU访问数据时,在Cache中能直接找到的概率,它是Cache的一个重要指标,与Cache的大小、替换算法、程序特性等因素有关。
增加Cache后,CPU访问主存的速度是可以预算的,64KB的Cache可以缓冲4MB的主存,且命中率都在90%以上。以主频为100MHz的CPU(时钟周期约为10ns)、20ns的Cache、70ns的RAM、命中率为90%计算,CPU访问主存的周期为:有Cache时,20×0.9+70×0.1=34ns;无Cache时,70×1=70ns。
CPU访问主存的速度大大提高了,但是加Cache只是加快了CPU访问主存的速度,而CPU访问主存只是计算机整个操作的一部分,所以增加Cache对系统整体速度只能提高10~20%左右。
㈧ 什么是高速缓冲存储器为什么要设置高速缓冲存储器
高速缓冲存储器一般由高速SRAM构成,这种局部存储器是面向CPU的,引入它是为减小或消除CPU与内存之间的速度差异对系统性能带来的影响。
广义来说,计算机内部存储器包括硬盘,内存,高速缓存,其中主要的存储器是硬盘它存储着操作系统需要的大部分数据,但是他读写速度慢,因而引入了内存,作为系统和硬盘之间的缓冲,这样CPU不用频繁访问速度慢的硬盘。我们知道后来CPU速度发展远远快于内存,后来又引入了高速缓存,是为了缓解CPU和内存速度不匹配的问题。
㈨ 硬盘缓存有什么作用
硬盘的缓存主要起三种作用:
1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。
对写入动作进行缓存
2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。
临时存储最近访问过的数据
3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。缓存就像是一台计算机的内存一样,在硬盘读写数据时,负责数据的存储、寄放等功能。这样一来,不仅可以大大减少数据读写的时间以提高硬盘的使用效率。同时利用缓存还可以让硬盘减少频繁的读写,让硬盘更加安静,更加省电。更大的硬盘缓存,你将读取游戏时更快,拷贝文件时候更快,在系统启动中更为领先……
㈩ 高速缓冲存储器的主要作用是什么,它与主内存有什么关系
高速缓存储器分布在CPU、硬盘、光驱等配件上。
存储器的高速缓冲存储器存储了频繁访问的主内存位置的内容及这些数据项的存储地址。当处理器引用主内存中的某地址时,高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。
如果存有该地址,则将数据返回处理器;如果没有保存该地址,则进行常规的存储器访问。因为高速缓冲存储器总是比主内存速度快,所以当主内存的访问速度低于微处理器的速度时,常使用高速缓冲存储器。
(10)缓冲存储器决定什么速度扩展阅读:
高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器, 由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度比主存高得多, 接近于CPU的速度。在计算机存储系统的层次结构中,是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。它和主存储器一起构成一级的存储器。高速缓冲存储器和主存储器之间信息的调度和传送是由硬件自动进行的。