Mikä on välimuisti, miksi sitä tarvitaan ja miten se toimii

Sisältö

• Välimuistin käsite ja tyypit
• Ihmisen kieli siitä, miten kaikki toimii

Mikä on tietokoneen likaisin paikka? Luulet korin? Käyttäjäkansiot? Jäähdytysjärjestelmä? He eivät arvanneet! Likaisin paikka on välimuisti! Loppujen lopuksi hänet on jatkuvasti puhdistettava!

Itse asiassa tietokoneella on paljon välimuistia, eivätkä ne toimi jätteiden kaatopaikkana, vaan laitteiden ja sovellusten kiihdyttimet. Missä heidän maineensa "järjestelmän roskikourusta"? Selvitetään, mikä välimuisti on, miten se toimii, miten se toimii ja miksi se on puhdistettava ajoittain.

Välimuistin käsite ja tyypit

Välimuistia tai välimuistia kutsutaan usein käytetyn tiedon erityiseksi tallennukseksi, johon pääsy on valmistettu kymmeninä, satoja ja tuhansia kertoja nopeammin kuin RAM: iin tai muuhun tiedon operaattoriin.

Sovellukset (verkkoselaimet, ääni- ja video -soittimet, tietokannan toimittajat jne. On oma välimuisti. D.), käyttöjärjestelmien (välimuistiluonnokset, DNS-KESH) ja laitteiden (välimuisti L1-L3 keskusprosessorin, graafisen sirun Freimbuer, käyttöpuskurit) komponentit. Se toteutetaan eri tavoin - ohjelmallisesti ja laitteistot.

• Välimuistiohjelmat ovat vain erillinen kansio tai tiedosto, jossa esimerkiksi kuvat, valikko, komentosarjat, multimediasisältö ja vierailluiden sivustojen sisällön ladataan esimerkiksi esimerkiksi. Selain on ensisijaisesti ”sukellus”, kun avaat verkkosivun uudelleen, se on sellaisessa kansiossa. Sisällön pumppaus paikallisesta tallennustilasta kiihdyttää sen lastausta ja vähentää verkkoliikennettä.

• Asemissa (erityisesti kiintolevyjen) välimuisti on erillinen RAM-siru, jonka kapasiteetti on 1-256 Mt, joka sijaitsee elektroniikkakortilla. Se vastaanottaa tietoja, jotka ovat vain yksi magneettikerroksesta ja jota ei vielä ladata RAM -muistiin, samoin kuin tiedot, joita käyttöjärjestelmä useimmiten pyytää.

• Nykyaikainen keskusprosessori sisältää 2-3 käteismuistin päätasoa (sitä kutsutaan myös superleikkaukseksi), joka on asetettu yhden kideen laitteistomoduulien muodossa. Nopein ja pienin tilavuus (32-64 kb) on välimuistin taso 1 (L1) - se toimii samalla taajuudella kuin prosessori. L2 on keskimäärin nopeuden ja kapasiteetin sijainti (128 kb: sta 12 mb: iin). Ja L3 on hitain ja tilava (jopa 40 Mt), joillakin malleilla ei ole. L3: n nopeus on alhainen vain suhteessa sen nopeampiin veljiin, mutta se on myös satoja kertoja nopeammin kuin tuottavin toiminta.

Prosessorin varjostusmuistia käytetään jatkuvasti käytettyjen tietojen tallentamiseen RAM -muistia ja konekoodiohjeet. Mitä enemmän se on, sitä nopeampi prosessori.

Nykyään välimuistitasot eivät ole enää raja. Sandy Bridge -arkkitehtuurin myötä Intel on toteuttanut tuotteissaan ylimääräisen välimuistin L0 (suunniteltu salakuljetun mikrommunikaatioiden varastointiin). Ja parhaiten suorituskyvyn suorittimella on myös neljännen tason välimuisti, joka on valmistettu erillisen sirun muodossa.

Kaavamaisesti välimuistin L0-L3-tasojen vuorovaikutus näyttää tältä (esimerkki Intel Xeonista):

Ihmisen kieli siitä, miten kaikki toimii

Kuvittele työpöydällä työskentelevä henkilö, jotta välimuisti toimii. Kansiot ja asiakirjat, joita hän käyttää jatkuvasti pöydällä (Välimuistissa-A. Päästäksesi heihin vain pidennä kättäsi.

Paperit, joita hän tarvitsee harvemmin varastoituna hyllyjen lähellä (Rammissa-A. Saadaksesi ne, sinun täytyy nousta ylös ja mennä muutama metri. Ja mitä henkilö ei työskentele tällä hetkellä, luovutetaan arkistoon (kiintolevylle tallennettu-A.

Mitä laajempi taulukko, sitä enemmän asiakirjoja sopii siihen, mikä tarkoittaa, että työntekijä voi saada nopean pääsyn lisätietoja (Mitä suurempi välimuistin kapasiteetti, sitä enemmän ohjelma tai laite toimii nopeammin teoriassa-A.

Joskus hän tekee virheitä - pitää paperipöydällä, joka sisältää väärää tietoa ja käyttää niitä työssä. Seurauksena hänen työnsä laatu on heikentynyt (Välimuistin virheet johtavat toimintahäiriöihin ohjelmien ja laitteiden työssä-A. Tilanteen korjaamiseksi työntekijän on heitettävä asiakirjat virheillä ja asetettava oikeat paikoilleen (Puhdistaa välimuisti-A.

Taulukossa on rajoitettu alue (Käteismuistilla on rajoitettu määrä-A. Joskus sitä voidaan laajentaa esimerkiksi siirtämällä toista taulukkoa, ja joskus se on mahdotonta (Välimuistin määrää voidaan lisätä, jos ohjelma tarjoaa tällaisen mahdollisuuden; Laitteiden välimuistia ei voida muuttaa, koska laitteisto toteutetaan sen-A.

Toinen tapa nopeuttaa pääsyä enemmän asiakirjoja kuin taulukko sisältää - löytää avustaja, joka palvelee työntekijää hyllyltä (Käyttöjärjestelmä voi tuoda esiin osan käyttämätöntä RAM -muistia näiden laitteiden välimuistissa-A. Mutta se on edelleen hitaampi kuin niiden ottaminen pöydältä.

Käsillä olevien asiakirjojen tulisi olla merkityksellisiä nykyisten tehtävien kannalta. Itse työntekijä on velvollinen seuraamaan. Laita asiat järjestyksessä säännöllisesti (Välimuistin merkityksettömien tietojen siirtyminen on sitä käyttävien sovellusten "harteilla"; Joillakin ohjelmilla on automaattinen välimuistin puhdistus-A.

Jos työntekijä unohtaa ylläpitää järjestystä työpaikalla ja seurata asiakirjojen merkitystä, hän voi piirtää taulukon puhdistusohjelman ja käyttää sitä muistutuksena. Äärimmäisissä tapauksissa antaa tämä avustajalle (Jos välimuistista riippuvainen sovellus alkaa toimia hitaammin tai lataa usein merkityksetöntä tietoa, käytä välimuistin puhdistustyökaluja aikataulun mukaisesti tai tee tämä manipulointi-A.

***

"Välimuistitoimintojen" kanssa törmäämme todella kaikkialle. Tämä on tuotteiden ostaminen tulevaisuudelle ja erilaisia ​​toimintoja, joita suoritamme samanaikaisesti ja t. D. Itse asiassa tämä on kaikki, mikä säästää meidät ylimääräisistä häiriöistä ja tarpeettomista kehon liikkeistä, virtaviivaistaa elämää ja helpottaa työtä. Tietokone tekee saman. Sanalla sanoen, jos välimuistia ei olisi, hän työskentelisi satoja ja tuhansia kertoja hitaammin. Ja olemme tuskin pitäneet siitä.