缓存基本原理一(计算机内存)

 

在计算机中：

     CPU->一级缓存(SRAM)->二级缓存(DRAM)->内存

  　　1:cpu缓存（Cache Memory）位于CPU与内存之间 的临时存储器，它的容量比内存小但交换(速度快)。在缓存中的数据是内存中的一小部分，但这一小部分是短时间内CPU即将访问的，当CPU调用大量数据 时，就可避开内存直接从缓存中调用，从而加快读取速度。由此可见，在CPU中加入缓存是一种高效的解决方案，这样整个内存储器（缓存+内存）就变成了既有 缓存的高速度，又有内存的大容量的存储系统了。

      2:缓存的工作原理是当CPU要读取一个数据时，首先从缓存中查找，如果找到就立即读取并送给CPU处理；如果没有找到，就用相对慢的速度从内存中读取并 送给CPU处理，同时把这个数据所在的数据块调入缓存中，正是这样的读取机制使CPU读取缓存的命中率非常高（大多数CPU可达90%左右），也就是说 CPU下一次要读取的数据90%都在缓存中，只有大约10%需要从内存读取.在那90%读取一级缓存的命中率为80%。也就是说CPU一级缓存中找到的有 用数据占数据总量的80%，剩下的20%从二级缓存中读取.

      3:缓存的容量有限，在容量达到一定的情况下，就得转换掉一部分数据，这就得根据的相应算法进行处理。

     一，最优算法(opt),判断这些数据，从头开始，后面如果有被利用到的，不被淘汰，反之。

     二，先进先出算法(FIFo)。

     三，最近最少使用算法(LRU)，用时间进行判断，没有使用的清理掉。

      4:用于可变分区分配

    一，最佳算法(查找适合大的内存)，

    二，最差算法(查找最大的内存自由区)。

    三，首次适应法(从低地址开始按大于等于的内存)。

    四，循环首次适应算法(不是从头地址开始，而是连续向下匹配)。

      5：缓存写入内存

    一，写直达，当要写入缓存时，数据同时写回主存储器，有时也称写通。

    二，写回，修改时，不写到主存，当缓存淘汰时，才写入。

    三，标记法，对缓存中的每一个数据设置一个有效位。