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缓存的作用及功效

发布时间: 2023-08-14 05:31:24

⑴ 系统缓存是什么来的有何作用

分类: 电脑/网络 >> 操作系统/系统故障
解析:

理解缓存

操作系统的任务主要是合理地调配系统的各种资源,为各种程序的运行提供环境,它可以看作是硬件和应用软件之间的一个媒介。其中对内存的管理是系统的最主要的职责,怎么样使有限的内存用在刀刃上,怎么要保证系统本身所需的内存(以防止死机,在win2000和winxp里这一点已经做的非常好了),怎样克服各种硬件连接的瓶颈。

本文主要就这种硬件连接的瓶颈问题展开一些讨论。大家知道计算机的主要硬件,硬盘,内存和处理器之间的速度是不一样的,其中处理器的速度是非常快的,内存次之,而硬盘的速度是很慢的(相对于处理器来说),一件任务的处理要通过处理器给出的指令,把相关数据从硬盘里调出来,到内存,在内存和处理器之间还会有许多数据的传输,内存本身不能处理数据,要通过处理器来处理,当他们一起工作的时候,由于处理器和内存工作得快,它们常在把事做完了没事做了,要等硬盘,这样就大大降低了系统的整体性能,不能发挥所有硬件的性能。为了解决这个问题,一个优秀的操作系统必然要有“缓存”来作为这些硬件之间的一个中间站,来缓和这种矛盾,从而一定程度上提高系统的性能,“缓存”处理的越好,系统的性能发挥的越好。所以研究“缓存”就有了它的意义。

看了上面的内容,以前对“缓存”没有认识的朋友应该理解它了。理解之后马上可以应用的地方就是在自购兼容机的时候。大家大可不必去追赶潮流,买什么P4处理器,而应该买一个快一点的硬盘,比如买个7200转的(或更快的),以减少瓶颈的矛盾。处理器吗,买赛扬好了,一般是没问题的,处理器大多数时候是闲着的,有时处理很多个大任务时可能会有些紧张,注意避免就可以了。

从某种角度讲,内存本身是硬盘和处理器之间的一个缓存,它的作用是缓解硬盘和处理器之间的尖锐矛盾的。当它被作为一个固定的部件后,它本身也成了需要用缓存来缓解瓶颈的对象。它对处理器和硬盘夹在中间,是他们的必经之路,硬盘与处理器之间的关系成了硬盘与内存和内存与处理器之间的双重关系。所以上面提到的瓶颈问题的处理归结为对内存的优化,即怎样处理好硬盘与内存之间的缓存很处理器与内存之间的缓存。

对于一个想了解操作系统的人来说,能够理解“缓存”对对它做适当的优化是比不可少的一节课。另外再不从一下,缓存的概念是很广泛的,这里专指内存的缓存。

缓存的优化

操作系统本身已经有了很多优化措施,而我们只能在它的优化措施的基础上根据我们的实际情况来优化。

1,最“着名”的缓存是页面文件,这个倒不是缓解速度的,而是缓解容量的,在速度上,硬盘不如内存,但是容量上,内存是不可能跟硬盘比的,当你运行一个程序需要大量数据,占有大量内存时,内存就要被塞满,怎么办呢?把那些暂时不用的放到硬盘里去,因为处理器总是只调用处理一个任务所需的数据,其他的准备的数据(就是那些可能要用的,但暂时还不用的)可以先放一放,如果内存放不下,就只好放到硬盘了。但是这样做是有代价的,当放到内存的数据重新要被使用时,你就得等很长时间等系统把在硬盘中得数据调上来。其实你可以感受到系统的这些动作,比如你打开IE或Office,第一次打开是很慢的,但是关闭后马上再打开就快很多,这是因为这时数据还没被系统“请”出内存,系统从内存中直接取得数据自然快了;另一个情况,当你开了一个photoshop这样的大软件,这时打开Office要比平时还慢一点,这是因为内存本来被photoshop占领着,要调入Office的数据到内存就必须把photoshop的数据“请”出内存,多了这个过程,打开自然要慢一些。

优化页面文件,可以做一下几条:

1)把页面文件放到系统盘之外,这样做主要是为了保持页面文件的连续性,硬盘读取数据是靠磁头在磁性物质上“读”得到数据的,页面文件放在物理上的不同区域,磁头就要跳来跳去,自然不利于效率。系统盘文件众多,页面文件几乎肯定不连续。所以要把它移到其他盘。要提醒一点,当你移动好页面文件后,要把原来的删除掉,系统不会自动删除。

2)如果有两个硬盘,把页面文件放在转速快的那个,原因上面已讲了很多遍了。

3)最大最小页面文件的设置原则。有很多人建议将这两个值设置成相等的,我不知道他们是那里来的依据,其实这样设置是不合理的。我们先要知道他们两个值的意义。一般情况下,内存是不会真的“塞满”,它会在内存储量到达一定程度时自动将一部分暂时不用的数据放到硬盘,最小页面文件是所说的“一定程度”的具体比例的决定因素,最小页面文件大,比例就低,反之则相反;最大页面文件是极限值,有时你开了很多程序,内存和最小页面文件都满了,就自动溢出到最大页面文件。所以,将两者设为一样大是不合理的。最小页面文件要小一些,这样能够在内存中尽可能存更多的数据,效率就高,最大页面文件大一些,以免出现“全满”的的情况。

4)winxp现在支持4G内存,哪怕你有5,6百M的内存,你都不需页面文件了,这时可以把页面文件禁掉。到注册表编辑器HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\ControlSession Manager \Memory Management下,找到DisablePagingExecutive(禁用页面文件)设其值为1。

5)在同上的注册表编辑器位置上有个ClearPageFileAtShutdown(关机时清除页面文件),这里所说的“清除”页面文件(即虚拟内存)并非是指从硬盘上完全删除pagefile .sys这个文件,而是对其进行“清洗”和整理,从而为下次启动Win2K更好地利用虚拟内存作好准备。这样做还有利于安全,页面文件上的残留的数据是可以用特殊的工具读到的,而这些数据你可能并不想让人知道。这样做的代价是关闭系统时间会加长。 将其值设为1即可。

6)学过C的朋友们应该对操作内存有个概念,一个任务完成后,要用free函数来释放内存,但有很多软件在设计的时候,并没有在所有环节都这样做,这会造成无用的数据占据内存,对这种情况可以使用一些内存优化软件,让这钟软件来完成释放内存的动作。

2,下面介绍和优化一些不着名的缓存:

1)内存读取硬盘数据要经过一个系统缓存(system cache),它的位置是在内存的特定区域,它是用来缓解硬盘与内存之间的速度不平衡的。它是以牺牲内存资源来换取从硬盘读取数据时的速度的,有了这块缓存,系统能从硬盘预读所需的数据,减少系统等待的时间。如果你的内存很大,比如5,6百M,那么你除了可以采取上面说的关闭页面文件的方法外,还可以起用打的系统缓存。做法如下,进入注册表编辑器: HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\ControlSession Manager \Memory Management,找到LargeSystemCache(启用大的系统缓存),将它的值设为1就可以了。

这样设置了后,systemcache从4M增加到8M,再win2000和winxp中,这个值是动态的,如果内存不足,systemcache占据的空间可以自动相应调整。

2)处理器从内存读取数据的缓存是什么呢?是二级数据高级缓存(缓冲),同样它也要在内存中占一个空间,所以最好是有了大内存之后再设置这个值。也需再注册表里设置,方法如下:进入 HKEY_LOCAL_MACHINE\System\CurrentControlSet\ControlSession Manager \Memory Management ,找到 SecondLevelDataCache,默认为256,大内存设为512。

好了经过了上面的介绍,我想对朋友们来说最重要收获的是加深了对缓存和操作系统的认识,至于优化的方法,我得承认一般的朋友是用不着去做的,当然“玩”一下也是很有意思的。

⑵ 软件缓存有什么用可以删吗

存储软件的数据,可以删除。

手机软件的缓存主要是用来记录软件的使用记录,软件的数据,软件缓存会在软件使用过程中自动生成。软件的缓存是可以删除的,删除后不会影响到软件的正常使用。

软件的缓存占用了手机的一大部分空间,软件使用时,关键的数据软件会自动下载。因此,用户可以通过删除缓存的方式,减少手机存储的压力。

(2)缓存的作用及功效扩展阅读:

缓存的作用:

1、写入: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,而硬盘则在空闲时再将缓存中的数据写入到盘片上。

2、临时存储:有时候,某些数据是会经常需要访问的,像硬盘内部的缓存(暂存器的一种)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。

3、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,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。

⑶ 什么叫缓存作用是什么

分类: 电脑/网络
解析:

许多人认为,“缓存”是内存的一部分

许多技术文章都是这样哗销薯教授的

但是还是有很多人不知道缓存在什么地方,缓存是做什么用的

其实,缓存是CPU的一部分,它存在于CPU中

CPU存取数据的速度非常的快,一秒钟能够存取、处理十亿条指令和数据(术语:CPU主频1G),而内存就慢很多,快的内存能够达到几十兆就不错了,可见两者的速度差异是多么的大

缓存是为了解决CPU速度和内存速度的速度差异问题

内存中被CPU访问最频繁的数据和指令被复制入CPU中的缓存,这样CPU就可以不经常到象“蜗牛”一样慢的内存中去取数据了,CPU只要到缓存中去取就行了,而缓存的速度要比内存快很多

这里要特别指出的是:

1.因为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,这样系统的速度就慢下来了,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。

2.因为随着时间的变化,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,现在又不频繁了,所以说缓存中的数据要经常按照一定的算法来更换乱者,这样才能保证缓存中的数据斗郑是被访问最频繁的

3.关于一级缓存和二级缓存

为了分清这两个概念,我们先了解一下RAM

ram和ROM相对的,RAM是掉电以后,其中才信息就消失那一种,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;一种是动态RAM,DRAM。前者的存储速度要比后者快得多,我们现在使用的内存一般都是动态RAM。

有的菜鸟就说了,为了增加系统的速度,把缓存扩大不就行了吗,扩大的越大,缓存的数据越多,系统不就越快了吗

缓存通常都是静态RAM,速度是非常的快,

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度,我们必须要扩大缓存,

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速度要比常规动态RAM快,但比原来的静态RAM缓存慢,

我们把原来的静态ram缓存叫一级缓存,而把后来增加的动态RAM叫二级缓存。

一级缓存和二级缓存中的内容都是内存中访问频率高的数据的复制品(映射),它们的存在都是为了减少高速CPU对慢速内存的访问。

通常CPU找数据或指令的顺序是:先到一级缓存中找,找不到再到二级缓存中找,如果还找不到就只有到内存中找了

⑷ 内存,缓存,闪存各有什么作用

闪存(flash
memory)是非易失性存储器中的一种。之所以有这个名称,是因为信息在一瞬间被存储下来之后,即使除去电源,存储器中的信息依旧保留。移动数码产品的理想存储介质.
缓存,主要解决高速度的cpu与低速的内存读取速度之间的瓶颈问题,起到缓冲的作用。
内存,是存放cpu经常取用的数据的地方,这样,就可以减少cpu每次读取数据的时间,而节省了每次都到硬盘去取址读取的时间,大大提高数据读取效率。

⑸ CPU的一、二、三级缓存分别有什么用

L1 Cache(一级缓存):

Cache(一级缓存)是CPU第一层高速缓存,分为数据缓存和指令缓存。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。一般服务器CPU的L1缓存的容量通常在32-256KB。

L2 Cache(二级缓存):

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度与主频相同,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,现在家庭用CPU容量最大的是4MB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高迹拿型达2MB-4MB,有的高达8MB或者19MB。

L3 Cache(三级缓存):

ache(三级缓存),分为两种,早期的是外置,现在的都是内敏岩置的。而它的实际作用即是,L3缓存的应用可以进一步降低内存延迟,同时提升大数据量计算时处理器的性能。降低内存延迟和提升大数据量计算能力对游戏都很有帮助。

而在服务器领域增加L3缓存在性能方面仍然有显着的提升。比方具有较大L3缓存的配置利用物理内存会更有效,故它比较慢的磁盘I/O子系统可以处理更多的数据请求。具有较大L3缓存的处理器提供更有效的文件系统缓存行为及较短姿猜消息和处理器队列长度。

⑹ 缓存的功能作用

硬盘的缓存主要起三种作用: 有时候,某些数据是会经常需要访问的,像硬盘内部的缓存(暂存器的一种)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。
缓存容量的大小不同品牌、不同型号的产品各不相同,早期的硬盘缓存基本都很小,只有几百KB,已无法满足用户的需求。16MB和32MB缓存是现今主流硬盘所采用,而在服务器或特殊应用领域中还有缓存容量更大的产品,甚至达到了64MB、128MB等。大容量的缓存虽然可以在硬盘进行读写工作状态下,让更多的数据存储在缓存中,以提高硬盘的访问速率,但并不意味着缓存越大就越出众。缓存的应用存在一个算法的问题,即便缓存容量很大,而没有一个高效率的算法,那将导致应用中缓存数据的命中率偏低,无法有效发挥出大容量缓存的优势。算法是和缓存容量相辅相成,大容量的缓存需要更为有效率的算法,否则性能会大大折扣,从技术角度上说,高容量缓存的算法是直接影响到硬盘性能发挥的重要因素。更大容量缓存是未来硬盘发展的必然趋势。

⑺ 笔记本电脑缓存的作用是什么

笔记本硬盘的缓存主要有哦三个作用。

一是预读取;

二是对写入动作进行缓存;

第三就是临时存储最近访问过的数据简单的说,硬盘的缓存是越大越好,因为硬盘也会出现存取速度不匹配的问题,缓存就是解决这个问题的。

有现象内存的作用,匹配CPU和其他硬件间的存取速度问题。笔记本硬盘的缓存最常见的有8M和16M,最大的有32M的。当然,缓存越大价格也越高。

缓存(Cache memory)是硬盘控制器上的一块内拿亩困存芯片,具有极快的存取速度,它是硬盘内部存储和外界接口之间的缓冲器。由于硬盘的内部数据传输速度和外界接口传输速度不同,缓存在其中起到一个缓冲的作用。

缓存的大小与速度是直接关系到硬盘的传输速度的重要因素,能够大幅度地提高硬盘整体性能。当硬盘存取零碎数据时需要不断地在硬盘与内存之间交换数据,如果有大缓存,则可以将那些零碎数据暂存在缓存中,减小外系统的负荷,也提高了数据的传输速度。

⑻ 固态硬盘的缓存有什么作用

预先把要处理的数据写入到缓存里面,从而提高硬盘的效率

从反应速度这一方面来说,固态硬盘的反应速度一般都在0.2毫秒以内,不比缓存慢。所以固态硬盘带缓存对读取速度的提升,几乎可以忽略。

把数据从内存写入硬盘,由于硬盘较缓慢,需要等待较长的时间才能完成此任务。为了解决硬盘速度过慢的问题,就在其内部安置了一个小容量的内存,也就是硬盘的缓存,数据首先写入到缓存里。

那么在操作系统层面,就会认为数据已经写入了,用户的感觉就是快速。随后硬盘自己再从缓存写入到盘片,这个过程无需用户干预了。

(8)缓存的作用及功效扩展阅读:

带不带缓存并不影响固态硬盘的寿命,决定固态硬盘寿命的是NAND FLASH的写入次数。其次,主控芯片的好坏也是决定固态硬盘性能和使用寿命的重要因素。

缓存的主要功能在于是电脑有资料放到机械硬盘时,因为机械硬盘机械式运作比电脑慢很多,所以在机械硬盘上放上缓存,暂时存储资料以便电脑能够继续做其他事情,不会因为机械硬盘的动作慢,而拖慢了电脑的效能。
而固态硬盘的速度大幅提升,已经能够实时处理数据,缓存作为提升速度的作用就不大了。

参考资料来源:网络-高速缓冲存储器