什么是内存cache（什么是Cachecache有什么用说明cache的几种替换策略）

本文目录

• 什么是Cachecache有什么用说明cache的几种替换策略
• 什么是cache
• cache的解释是什么
• cache是什么存储器
• cache与内存之间的区别与联系
• 什么是Cache作用是什么
• cache在计算机中 指什么

什么是Cachecache有什么用说明cache的几种替换策略

　　Cache是什么　　Cache是一种特殊的存储器，它由Cache 存储部件和Cache控制部件组成。Cache 存储部件一般采用与CPU同类型的半导体存储器件，存取速度比内存快几倍甚至十几倍。而Cache 控制器部件包括主存地址寄存器、Cache 地址寄存器，主存—Cache地址变换部件及替换控制部件等。至于它们各自又是怎样工作的、有何作用等等，我想我们就没有必要做进一步的研究，知道一般Cache分为L1 Cache(其中又分为数据Cache、代码Cache)、L2 Cache就行了。　　根据程序局部性规律可知：程序在运行中，总是频繁地使用那些最近被使用过的指令和数据。这就提供了替换策略的理论依据。综合命中率、实现的难易及速度的快慢各种因素，替换策略可有随机法、先进先出法、最近最少使用法等。　　1.随机法（RAND法）　　随机法是随机地确定替换的存储块。设置一个随机数产生器，依据所产生的随机数，确定替换块。这种方法简单、易于实现，但命中率比较低。　　2.先进先出法（FIFO法）　　先进先出法是选择那个最先调入的那个块进行替换。当最先调入并被多次命中的块，很可能被优先替换，因而不符合局部性规律。这种方法的命中率比随机法好些，但还不满足要求。先进先出方法易于实现，例如Solar－16/65机Cache采用组相联方式，每组4块，每块都设定一个两位的计数器，当某块被装入或被替换时该块的计数器清为0，而同组的其它各块的计数器均加1，当需要替换时就选择计数值最大的块被替换掉。　　3.最近最少使用法（LRU法）　　LRU法是依据各块使用的情况， 总是选择那个最近最少使用的块被替换。这种方法比较好地反映了程序局部性规律。　　实现LRU策略的方法有多种。 下面简单介绍计数器法、寄存器栈法及硬件逻辑比较对法的设计思路。　　计数器方法：缓存的每一块都设置一个计数器，计数器的操作规则是：　　(1) 被调入或者被替换的块， 其计数器清“0”，而其它的计数器则加“1”。　　(2) 当访问命中时，所有块的计数值与命中块的计数值要进行比较，如果计数值小于命中块的计数值，则该块的计数值加“1”；如果块的计数值大于命中块的计数值，则数值不变。最后将命中块的计数器清为0。　　(3) 需要替换时，则选择计数值最大的块被替换。

什么是cache

cache是一个高速小容量的临时存储器，可以用高速的静态存储器芯片实现，或者集成到CPU芯片内部，存储CPU最经常访问的指令或者操作数据。cache的基本原理CPU与cache之间的数据交换是以字为单位，而cache与主存之间的数据交换是以块为单位。一个块由若干定长字组成的。当CPU读取主存中一个字时，便发出此字的内存地址到cache和主存。此时cache控制逻辑依据地址判断此字当前是否在 cache中：若是，此字立即传送给CPU；若非，则用主存读周期把此字从主存读出送到CPU，与此同时，把含有这个字的整个数据块从主存读出送到cache中。由始终管理cache使用情况的硬件逻辑电路来实现LRU替换算法

cache的解释是什么

cache的解释是：缓存-提高数据存取速度的存储器。

缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速率很快。L1Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。

内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32—256KB。

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。

cache是什么存储器

cache是高速缓冲存储器，是位于CPU和主存储器DRAM之间，规模较小，但速度很高的存储器。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。

cache与内存之间的区别与联系

内存，是存储器，用于辅助CPU输入输出数据进行运算。　CACHE，是一种特殊的内存。因为主内存速度不够快，用少量的特别快的但特别昂贵的内存来做缓存加速。就是cache。两者都是ram中的数据。简单来说，buffer是即将要被写入磁盘的，而cache是被从磁盘中读出来的。 缓存（cached）是把读取过的数据保存起来，重新读取时若命中（找到需要的数据）就不要去读硬盘了，若没有命中就读硬盘。其中的数据会根据读取频率进行组织，把最频繁读取的内容放在最容易找到的位置，把不再读的内容不断往后排，直至从中删除。 缓存（cache）实际并不是缓冲文件的，而是缓冲块的，块是磁盘i/o操作的最小单元（在linux中，它们通常是1kb）。这样，目录、超级块、其它文件系统的薄记数据以及非文件系统的磁盘数据都可以被缓冲了。 如果缓存有固定的大小，那么缓存太大了也不好，因为这会使得空闲的内存太小而导致进行交换操作（这同样是慢的）。为了最有效地使用实际内存，linux自动地使用所有空闲的内存作为高速缓冲，当程序需要更多的内存时，它也会自动地减小缓冲的大小。 缓冲（buffers）是根据磁盘的读写设计的，把分散的写操作集中进行，减少磁盘碎片和硬盘的反复寻道，从而提高系统性能。linux有一个守护进程定期清空缓冲内容（即写磁盘），也可以通过sync命令手动清空缓冲。举个例子吧：我这里有一个ext2的u盘，我往里面cp一个3m的 mp3，但u盘的灯没有跳动，过了一会儿（或者手动输入sync）u盘的灯就跳动起来了。卸载设备时会清空缓冲，所以有些时候卸载一个设备时要等上几秒钟。 buffer是由各种进程分配的，由进程和系统一起管理.被用在如输入队列等方面，一个简单的例子如某个进程要求有多个字段读入，在所有字段被读入完整之前，进程把先前读入的字段放在buffer中保存。 cache经常被用在磁盘的i/o请求上，如果有多个进程都要访问某个文件，于是该文件便被做成cache以方便下次被访问，这样可提供系统性能。 综上所述可以理解为cache系统管理, buffer由进程和系统一起管理。

什么是Cache作用是什么

Cache指的是缓存。

高速缓存（英语：cache，/kæʃ/ kash ）简称缓存，原始意义是指访问速度比一般随机存取存储器（RAM）快的一种RAM，通常它不像系统主存那样使用DRAM技术，而使用昂贵但较快速的SRAM技术。

提供“缓存”的目的是为了让数据访问的速度适应CPU的处理速度，其基于的原理是内存中“程序执行与数据访问的局域性行为”，即一定程序执行时间和空间内，被访问的代码集中于一部分。

为了充分发挥缓存的作用，不仅依靠“暂存刚刚访问过的数据”，还要使用硬件实现的指令预测与数据预取技术——尽可能把将要使用的数据预先从内存中取到缓存里。

扩展资料

缓存的特点

缓存是指可以进行高速数据交换的存储器，它先于内存与CPU交换数据，因此速率很快。L1　Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存。

内置的L1高速缓存的容量和结构对CPU的性能影响较大，不过高速缓冲存储器均由静态RAM组成，结构较复杂，在CPU管芯面积不能太大的情况下，L1级高速缓存的容量不可能做得太大。一般L1缓存的容量通常在32—256KB。

L2　Cache(二级缓存)是CPU的第二层高速缓存，分内部和外部两种芯片。内部的芯片二级缓存运行速率与主频相同，而外部的二级缓存则只有主频的一半。

L2高速缓存容量也会影响CPU的性能，原则是越大越好，普通台式机CPU的L2缓存一般为128KB到2MB或者更高，笔记本、服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存最高可达1MB-3MB。

缓存只是内存中少部分数据的复制品，所以CPU到缓存中寻找数据时，也会出现找不到的情况（因为这些数据没有从内存复制到缓存中去），这时CPU还是会到内存中去找数据，这样系统的速率就慢下来了，不过CPU会把这些数据复制到缓存中去，以便下一次不要再到内存中去取。

随着时间的变化，被访问得最频繁的数据不是一成不变的，也就是说，刚才还不频繁的数据，此时已经需要被频繁的访问，刚才还是最频繁的数据，又不频繁了，所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换，这样才能保证缓存中的数据是被访问最频繁的。

cache在计算机中 指什么

cache是指高速缓冲存储器。

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。主要由三大部分组成：Cache存储体、地址转换部件、替换部件。

扩展资料：

Cache 位于 CPU 和内存之间，可以节省 CPU 从外部存储器读取指令和数据的时间。在 CPU 执行程序过程中，需要从主存取指令或写数据时，先检查 cache 中有没有要访问的信息，若有，就直接在 cache 中读写，而不用访问主存储器。

若没有，再从主存中把当前访问信息所在的一个一个主存块复制到 cache 中。因此，cache 中的内容是主存中部分内容的副本。值得注意的是，cache 对程序员在编写高级或低级语言程序时是透明的，因此程序员无需了解 cache 是否存在或者如何设置，感觉不到 cache 的存在。

参考资料来源：百度百科-高速缓冲存储器