Кэширование данных

Память вычислительной машины, представленная совокупностью запоминающих устройств (ЗУ) различных видов, может быть иерархизирована по следующим основ­ным признакам:

· время доступа к данным;

· объем;

· стоимость хранения данных в расчете на один бит.

Конкретные значения этих характеристик изменяются очень быстро, поэтому в данном случае важны не столько их абсолютные значения, сколько соотношение для разных типов запоминающих устройств. Иерархия ЗУ приведена на рис. 3.9.

Рисунок 3.9 - Иерархия запоминающих устройств

Закономерность такова: чем больше быстродействие, тем больше стоимость хра­нения данных в расчете на один бит и меньше объем устройства. Кэш-память пред­ставляет некоторое компромиссное решение этой проблемы.

Кэш-память (cache) - это способ организации совместного функционирования двух типов запоминающих устройств, отличающихся временем доступа и стоимос­тью хранения данных, который позволяет уменьшить среднее время доступа к дан­ным за счет динамического копирования в "быстрое" ЗУ наиболее часто используе­мой информации из "медленного" ЗУ.

Механизм кэш-памяти прозрачен для пользователя: все перемещения данных де­лаются автоматически системными средствами.

Кэш-памятью часто называют не только способ организации работы двух типов запоминающих устройств, но и одно из устройств - "быстрое" ЗУ. Оно стоит дороже и, как правило, имеет сравнительно небольшой объем. Медленное ЗУ из этой пары назовем основной памятью, быстрое представлено кэш-памятью.

Кэширование - универсальный метод, пригодный для ускорения доступа к опе­ративной памяти, к диску и другим видам ЗУ. Так, в качестве составляющих пары «основная память - кэш-память» могут выступать: оперативная память - быстро­действующая статическая память; система ввода-вывода - буферы в оперативной памяти (или специальная кэш-память).