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存储器中高速缓冲存储器是什么

发布时间: 2022-11-18 14:07:02

1. 什么是高速缓冲存储

介于主存和CPU之间,这样的高速小容量存储器称为高速缓冲存储器。
讲白了是储存

2. 高速缓冲储存器的作用是什么

高速缓冲储存器主要负责CPU存储器和外存(俗称内存)的数据交换。

3. 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。

4. 计算机内,配置高速缓冲存储器(CACHE)是为了解决什么

B,CPU与内存储器之间速度不匹配问题。

高速缓冲存储器(Cache)其原始意义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。

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。

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高速缓冲存储器组成结构

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:

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。

5. 什么是高速缓冲存储器

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。
系统开机或复位时,Cache 中无任何内容。当CPU送出一组地址去访问内存储器时,访问的存储器的内容才被同时“拷贝”到Cache中。此后,每当CPU访问存储器时,Cache 控制器要检查CPU送出的地址,判断CPU要访问的地址单元是否在Cache 中。若在,称为Cache 命中,CPU可用极快的速度对它进行读/写操作;若不在,则称为Cache未命中,这时就需要从内存中访问,并把与本次访问相邻近的存储区内容复制到Cache 中。未命中时对内存访问可能比访问无Cache 的内存要插入更多的等待周期,反而会降低系统的效率。而程序中的调用和跳转等指令,会造成非区域性操作,则会使命中率降低。因此,提高命中率是Cache 设计的主要目标。

6. 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。

(6)存储器中高速缓冲存储器是什么扩展阅读:

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。

7. 高速缓冲存储器的作用介绍

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。有很多方法可用来缓和中央处理器和主存储器之间速度不匹配的矛盾,如采用多个通用寄存器、多存储体交叉存取等,在存储层次上采用高速缓冲存储器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。
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。

8. 什么是高速缓存存储器

高速缓存英文是cache。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CPU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。

L1高速缓存,也就是我们经常说的一级高速缓存。在CPU里面内置了高速缓存可以提高CPU的运行效率。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。采用回写(Write Back)结构的高速缓存。它对读和写*作均有可提供缓存。而采用写通(Write-through)结构的高速缓存,仅对读*作有效。在486以上的计算机中基本采用了回写式高速缓存。在目前流行的处理器中,奔腾Ⅲ和Celeron处理器拥有32KB的L1高速缓存,奔腾4为8KB,而AMD的Duron和Athlon处理器的L1高速缓存高达128KB。

L2高速缓存,指CPU第二层的高速缓存,第一个采用L2高速缓存的是奔腾 Pro处理器,它的L2高速缓存和CPU运行在相同频率下的,但成本昂贵,市场生命很短,所以其后奔腾 II的L2高速缓存运行在相当于CPU频率一半下的。接下来的Celeron处理器又使用了和CPU同速运行的L2高速缓存,现在流行的CPU,无论是AthlonXP和奔腾4,其L2高速缓存都是和CPU同速运行的。除了速度以外,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512KB,而服务器和工作站上用CPU的L2高速缓存更高达1MB-3MB。

——》1,高速缓存(Cache),全称“高速缓冲存储器”。

——》2,例如:当CPU处理数据时,它会先到高速缓存中去寻找,如果数据因之前的操作已经读取而被暂存其中,就不需要再从主内存中读取数据——由于CPU的运行速度一般比主内存快,因此若要经常存取主内存的话,就必须等待数个CPU周期从而造成浪费。

——》3,提供“高速缓存”的目的是为了让数据存取的速度适应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”。

——》4,现在Cache的概念已经被扩充了:不仅在CPU和主内存之间有Cache,而且在内存和硬盘之间也有Cache(磁盘高速缓存),乃至在硬盘与网络之间也有某种意义上的“Cache”(Internet临时文件夹)。

——》5,凡是位于速度相差较大的两种硬件之间的,用于协调两者数据传输速度差异的结构,均可称之为Cache。

——》6,所以硬盘和内存之间的Cache就叫做磁盘高速缓存。它是在内存中开辟一块位置,来临时存取硬盘中的数据。这项技术可使计算机读写时的存储系统平均数据传输率提高5-10倍,适应了当前激增的海量数据存储需求。

——》7,在DOS时代,我们用:
smartdrv 内存容量
命令来加载硬盘高速缓存。自从有了Windows后,我们就不需要加载硬盘高速缓存了,因为Windows本身有自己的高速缓存管理单元,如果强行使用smartdrv命令加载,反而会影响Windows的性能。

——》8,我们在用硬盘安装Win2000/XP时候,系统会提示加载高速缓存,这是因为在安装的初期还是DOS操作,所以为了达到读存的速度,安装程序要求加载高速缓存。

9. 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。

10. 什么是高速缓存作用是

什么是高速缓存技术:
高速缓存英文是cache。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cpu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。
高速缓存的作用:
在cpu开始执行任何指令之前,都会首先从内存中取得该条指令以及其它一些相关数据和信息。为了加快cpu的运行速度,几乎所有的芯片都采用两种不同类型的内部存储器,即高速缓存。缓存被用来临时存放一些经常被使用的程序片段或数据。
一级高速缓存是性能最好缓存类型,与解释指令和执行算术运算的处理单元一到构成cpu的核心。cpu可以在全速运行的状态下读取存放在一级高速缓存中的指令或数据。intel的处理器产品一般都会具有32k的一级缓存,而象amd或via这种竞争对手的产品则会使用更多的一级缓存。
如果在一级缓存中没有找到所需要的指令或数据,处理器会查看容量更大的二级缓存。二级缓存既可以被集成到cpu芯片内部,也可以作为外部缓存。pentium
ii处理器具有512k的二级缓存,工作速度相当于cpu速度的一半。celeron以及更新的pentium
iii芯片则分别具有128k和256k的在片二级缓存,能够在处理器全速下运行。
对于存放在速度较慢的二级缓存中的指令或数据,处理器往往需要等待2到4个时钟周期。为了充分利用计算资源,cpu可以在这段时间内查看和执行其它正在等候处理,但不需要使用额外数据的指令,从而提高整个系统的速度,把空闲时间降低到最低程度。