Was ist zwischengespeicherte Daten und Caching?

Der Computer, leider, nicht sofort ausführen die Befehle, die es von Menschen erhält. Um diesen Vorgang zu beschleunigen, werden eine Reihe von Tricks angewendet, und ein ehrenhafter Platz unter ihnen gehört zum Caching. Was ist das? Was sind die zwischengespeicherten Daten? Wie geschieht dieser Prozess eigentlich? Was sind die zwischengespeicherten Daten im Smartphone "Samsung", und sie unterscheiden sich von etwas, das im Computer ist? Lasst uns auf die Antworten auf diese Fragen eingehen.

Was ist ein Cache?

Dies ist der Name des Zwischenpuffers, der einen schnellen Zugriff auf Informationen bietet, dessen Wahrscheinlichkeit am höchsten ist. Alle Daten sind darin enthalten. Ein wichtiger Vorteil ist, dass Sie alle notwendigen Informationen aus dem Cache viel schneller extrahieren können als aus dem Originalspeicher. Aber es gibt einen erheblichen Nachteil – Größe. Zwischengespeicherte Daten werden in Browsern, Festplatten, CPUs, Webservern, WINS und DNS-Diensten verwendet. Die Basis der Struktur sind Datensätze. Jeder von ihnen ist mit einem bestimmten Element oder Datenblock verbunden, das ist eine Kopie von dem, was im Hauptspeicher ist. Die Aufzeichnungen haben eine Kennung (Tag), mit deren Hilfe die Korrespondenz bestimmt wird. Lassen Sie uns von einem etwas anderen Standpunkt aus sehen: Was sind die zwischengespeicherten Daten im Samsung Telefon oder anderen Hersteller? Sind sie anders als die, die im Computer erstellt werden? Aus der Sicht des Prinzips – nein, ist der Unterschied nur in der Menge.

Verwendungszweck

Wenn der Client (sie wurden oben aufgelistet) Daten anfordert, ist das erste, was der Computer tut, den Cache zu untersuchen. Wenn es eine notwendige Aufzeichnung darin gibt, dann wird es verwendet. In diesen Fällen gibt es einen Treffer. Periodisch werden Daten aus dem Cache in den Hauptspeicher kopiert. Wenn aber der gewünschte Datensatz nicht gefunden wurde, wird der Inhalt im Basis-Repository durchsucht. Alle aufgenommenen Informationen werden in den Cache übertragen, so dass man dann schneller abrufen kann. Der Prozentsatz, in dem die Anfragen mit Erfolg gekrönt werden, heißt das Level- oder Hit-Verhältnis.

Daten aktualisieren

Bei Verwendung eines Webbrowsers wird der lokale Cache gescannt, um eine Kopie der Seite zu finden. Angesichts der Einschränkungen dieser Art von Erinnerung, mit einem Miss, ist es beschlossen, einige Informationen zu freien Speicherplatz zu verwerfen. Um zu lösen, was genau ersetzt wird, werden verschiedene Wischalgorithmen verwendet. Übrigens, wenn wir darüber reden, welche zwischengespeicherten Daten auf Android sind, dann in der Masse sind sie verwendet, um mit Bildern und Anwendungsdaten zu arbeiten.

Schreiben Sie Politik

Während der Änderung des Inhalts des Cache werden die Daten auch im Hauptspeicher aktualisiert. Die zeitliche Verzögerung, die zwischen der Eingabe von Informationen vergeht, hängt von der Aufzeichnungsrichtlinie ab. Es gibt zwei Haupttypen:

1. Sofortaufnahme. Jede Änderung wird synchron im Hauptspeicher eingegeben.
2. Verzögerte oder umgekehrte Aufnahme. Die Daten werden regelmäßig oder auf Anfrage vom Kunden aktualisiert. Um zu verfolgen, ob eine Änderung gemacht wurde, verwenden Sie ein Symptom mit zwei Zuständen: "schmutzig" oder geändert. Im Falle eines Fehlers können zwei an den Hauptspeicher gerichtete Anrufe gemacht werden: Der erste wird verwendet, um Daten zu schreiben, die vom Cache geändert wurden, und der zweite ist, das erforderliche Element zu lesen.

Es kann auch sein, dass die Information im Zwischenpuffer irrelevant wird. Dies geschieht, wenn Sie die Daten im Hauptspeicher ändern, ohne irgendwelche Anpassungen an den Cache vorzunehmen. Für die Konsistenz aller Bearbeitungsprozesse werden Kohärenzprotokolle verwendet.

Moderne Herausforderungen

Mit der Zunahme der Häufigkeit der Prozessoren und der Steigerung der Leistung des RAM ist ein neuer problematischer Ort erschienen – die begrenzte Schnittstelle der Datenübertragung. Was kann eine sachkundige Person beachten? Der Cache-Speicher ist sehr nützlich, wenn die Frequenz im RAM kleiner ist als im Prozessor. Viele von ihnen haben einen eigenen Zwischenpuffer, um die Zugriffszeit auf den RAM zu reduzieren, der langsamer als die Register wirkt. In CPUs, die virtuelle Adressierung unterstützen, platzieren sie oft einen kleinen, aber sehr schnellen Adressübersetzungspuffer. Aber in anderen Fällen ist der Cache nicht sehr nützlich und schafft manchmal nur Probleme (aber das ist in der Regel in Computern, die von einem Nicht-Profi geändert wurden). Übrigens, wenn man darüber spricht, welche zwischengespeicherten Daten im Speicher eines Smartphones vorliegen, ist zu beachten, dass es aufgrund der geringen Größe des Gerätes notwendig ist, neue Miniatur-Implementierungen des Cache zu erstellen. Jetzt einige Handys rühmen Parametern wie die von fortgeschrittenen Computern vor zehn Jahren – und was für ein Unterschied in ihrer Größe!

Synchronisieren von Daten zwischen verschiedenen Puffern

Der Cache ist nützlich, wenn es einen gibt, aber wie kann man die Effektivität dieser Technologie behalten, wenn es eine Menge von ihnen gibt? Dieses Problem wird durch die Kohärenz des Puffers gelöst. Es gibt drei Möglichkeiten für den Datenaustausch:

1. Inklusive Der Cache kann sich so verhalten, wie du willst.
2. Exklusiv Entwickelt für jeden konkreten Fall.
3. Nicht-exklusiv Der Standard der breiten Verteilung.

Ebenen der Zwischenspeicherung

Ihre Zahl ist in der Regel gleich drei oder vier. Je größer der Speicherpegel, desto umfangreicher und langsamer:

1. L1-Cache Die schnellste Stufe des Cache ist die erste. In der Tat ist es Teil des Prozessors, weil es sich auf dem gleichen Chip befindet und zu den Funktionsblöcken gehört. Es ist in der Regel in zwei Arten unterteilt: ein Cache von Anweisungen und Daten. Die meisten modernen Prozessoren ohne diese Ebene funktionieren nicht. Dieser Cache funktioniert bei der Prozessorfrequenz, so dass jeder Zyklus darauf zugreifen kann.
2. L2-Cache. Normalerweise befindet sich das zusammen mit dem vorherigen. Es ist eine Erinnerung an einen separaten Gebrauch. Um ihren Wert herauszufinden, müssen Sie das gesamte Volumen für das Datencaching in die Anzahl der Kerne, die sich im Prozessor befindet, teilen.
3. L3-Cache Langsam, aber der größte abhängige Cache. In der Regel mehr als 24 MB. Wird verwendet, um Daten zu synchronisieren, die von verschiedenen L2-Caches stammen.
4. L4-Cache Die Verwendung ist nur für leistungsstarke Multiprozessor-Mainframes und Server gerechtfertigt. Es ist als separater Chip implementiert. Wenn Sie eine Frage darüber, was Daten-Caching ist in der Samsung-Smartphone und suchen Sie es in dieser Ebene – ich kann sagen, dass die Jahre bei 5 genau ging voran.

Cache-Assoziativität

Das ist ein fundamentales Merkmal. Die Assoziativität der zwischengespeicherten Daten ist notwendig, um die logische Segmentierung zuzuordnen. Es ist wiederum notwendig, weil die sequentielle Suche aller verfügbaren Linien Dutzende von Zyklen dauert und alle Vorteile dazu reduziert. Daher wird eine starre Bindung von RAM-Zellen an die Cache-Daten verwendet, um die Suchzeit zu verkürzen. Wenn wir die Zwischenpuffer vergleichen, die das gleiche Volumen haben, sondern unterschiedliche Assoziativität haben, dann wird das eine mit dem größeren weniger schnell arbeiten, aber mit erheblicher spezifischer Effizienz.

Schlussfolgerung

Wie Sie sehen können, können die zwischengespeicherten Daten unter bestimmten Bedingungen Ihren Computer schneller handeln. Aber leider gibt es noch ein paar Aspekte, über die man lange arbeiten kann.