Kaj so predpomnjeni podatki in predpomnjenje?

Računalnik, žal, ne izvršuje takoj ukazov, ki jih prejme od ljudi. Da bi pospešili ta proces, se uporabljajo številne triki in častno mesto med njimi pripada predpomnjenju. Kaj je to? Kakšni so predpomnjeni podatki? Kako se ta proces dejansko zgodi? Na primer, kaj so shranjeni podatki v pametnem telefonu Samsung in se razlikujejo od tistega, kar je v računalniku? Ugotovimo odgovore na ta vprašanja.

Kaj je predpomnilnik?

To je ime vmesnega pufra, ki omogoča hiter dostop do informacij, katere verjetnost je najvišja. V njem so vsi podatki. Pomembna prednost je v tem, da lahko iz predpomnjenja vse potrebne podatke izvlečete veliko hitreje kot iz prvotnega pomnilnika. Ampak obstaja velika pomanjkljivost - velikost. Podatki, shranjeni v predpomnilniku, se uporabljajo v brskalnikih, trdih diskih, CPU-jih, spletnih strežnikih, storitvah WINS in DNS. Osnova strukture so zapisi. Vsak od njih je povezan z določenim elementom ali podatkovnim blokom, ki je kopija tega, kar je v glavnem pomnilniku. Zapisi imajo identifikator (oznako), s pomočjo katerega se določi korespondenca. Oglejmo si nekoliko drugačno stališče: kaj so shranjeni podatki v telefonu Samsung ali drugem proizvajalcu? Ali se razlikujejo od tistih, ki so ustvarjeni v računalniku? Z načelnega vidika - ne, razlika je le v višini.

Postopek uporabe

Ko stranka (našteto zgoraj) zahteva podatke, prva stvar, ki jo računalnik opravi, je preiskovanje predpomnilnika. Če je v njej potreben zapis, se uporabi. V teh primerih pride do zadetka. Običajno se podatki iz predpomnilnika kopirajo v glavni pomnilnik. Ampak, če želenega zapisa ni bilo mogoče najti, se poišče vsebina v baznem repozitoriju. Vse informacije se prenesejo v predpomnilnik, da se lahko nato hitreje dostopa. Odstotek, kjer so zahteve okronane z uspehom, se imenuje stopnja ali hitrost.

Posodabljanje podatkov

Ko uporabljate, recimo, spletni brskalnik, se preveri lokalni predpomnilnik, da bi našli kopijo strani. Glede na to omejitve vrsta pomnilnika, Na zgrešeni strani se odloča, da bi nekatere informacije zavrgli, da bi zagotovili prostor. Da bi rešili, kaj bo točno nadomestilo, se uporabijo različni algoritmi brisanja. Mimogrede, če govorimo o tem, kaj so shranjeni v Androidu, potem se v masi uporabljajo slike in podatki o aplikacijah.

Napišite pravilnik

Med spreminjanjem vsebine predpomnilnika se podatki posodabljajo tudi v glavnem pomnilniku. Časovna zakasnitev med vnosom podatkov je odvisna od politike snemanja. Obstajata dve glavni vrsti:

1. Takojšnje snemanje. Vsaka sprememba se sinhrono shrani v glavni pomnilnik.
2. Odloženo ali vzvratno snemanje. Posodabljanje podatkov se izvede občasno ali na zahtevo naročnika. Če želite ugotoviti, ali je bila sprememba izvedena, uporabite simptom z dvema stanjima: »umazan« ali spremenjen. V primeru zamujene se lahko izvedeta dva klica, usmerjena v glavni pomnilnik: prva se uporablja za zapis podatkov, ki so bili spremenjeni iz predpomnilnika, drugi pa za branje zahtevane postavke.

Mogoče je tudi, da informacije v vmesnem odbojniku postanejo nepomembne. To se zgodi, ko spremenite podatke v glavnem pomnilniku, ne da bi se prilagodili predpomnilniku. Za doslednost vseh procesov urejanja se uporabljajo protokoli koherence.

Sodobni izzivi

S povečanjem pogostosti procesorjev in povečanjem učinkovitosti RAM-a se je pojavilo novo problematično mesto: vmesnik prenos podatkov. Kaj lahko opazovalec opazi? Začasni pomnilnik je zelo uporaben, če je frekvenca v RAM-u manj kot v procesorju. Mnogi od njih imajo lasten vmesni pomnilnik, ki zmanjša čas dostopa do RAM-a, kar je počasnejše od registrov. V CPU-jih, ki podpirajo navidezno naslavljanje, pogosto postavljajo majhen, vendar zelo hiter prevajalnik naslovov. Toda v drugih primerih predpomnilnik ni zelo uporaben in včasih povzroča samo težave (to je običajno v računalnikih, ki jih je spremenil laik). Mimogrede, ko govorimo o tem, kaj so shranjeni v pomnilniku pametnega telefona, je treba opozoriti, da je zaradi majhne velikosti naprave potrebno ustvariti nove miniaturne implementacije predpomnilnika. Zdaj se nekateri telefoni pohvalijo s parametri, kot so napredni računalniki pred desetimi leti - in kakšna je razlika v njihovi velikosti!

Sinhronizacija podatkov med različnimi pufri

Predpomnilnik je uporaben, ko je eden, ampak kako ohraniti učinkovitost te tehnologije, če obstaja veliko? Ta problem rešuje skladnost vmesnega pomnilnika. Obstajajo tri možnosti za izmenjavo podatkov:

1. Inclusive. Predpomnilnik se lahko obnaša, kot želite.
2. Izključno. Razviti za vsak primer posebej.
3. Neizključna. Standard široke porazdelitve.

Raven predpomnilnika

Njihovo število je ponavadi enako tri ali štiri. Večji je obseg pomnilnika, več glasnosti in počasnejši:

1. Predpomnilnik L1. Najhitrejši nivo predpomnilnika je prvi. Pravzaprav je del procesorja, ker se nahaja na istem čipu in spada v funkcionalne bloke. Običajno je razdeljen na dve vrsti: predpomnilnik navodil in podatkov. Večina sodobnih procesorjev brez te ravni ne deluje. Ta predpomnilnik deluje na frekvenci procesorja, tako da lahko vsak cikel dostopa do njega.
2. Predpomnilnik L2. Običajno se nahaja skupaj s prejšnjo. To je spomin na ločeno uporabo. Če želite ugotoviti njegovo vrednost, je treba razdeliti celotno količino, dodeljeno za predpomnjenje podatkov, s številom jeder, ki so v procesorju.
3. Predpomnilnik L3. Počasno, toda največje odvisno predpomnilno mesto. Običajno je več kot 24 MB. Uporablja se za sinhronizacijo podatkov, ki prihajajo iz različnih klicev L2.
4. Predpomnilnik L4. Uporaba je upravičena le za visokozmogljive večoprocesne glavne računalnike in strežnike. Izvaja se kot ločeno mikrovezje. Če zastavite vprašanje o tem, kaj je predpomnjenje podatkov v pametnem telefonu Samsung in poiščite to raven v njej, lahko rečem, da ste že 5 let pohiteli.

Asociativnost predpomnilnika

To je temeljna značilnost. Asociativnost shranjenih podatkov je potrebna za kartiranje logične segmentacije. To pa je potrebno, ker zaporedno iskanje vseh razpoložljivih vrstic traja desetine ciklov in zmanjša vse prednosti temu. Zato se uporabi togo vezavo RAM-celic na podatke predpomnilnika, da se skrajša čas iskanja. Če primerjamo vmesne odbojnike, ki imajo enako prostornino, vendar različna asociativnost, potem bo tista z večjo delovala manj hitro, vendar s pomembno specifično učinkovitostjo.

Zaključek

Kot lahko vidite, shranjeni podatki pod določenimi pogoji omogočajo, da računalnik deluje hitreje. Ampak, žal, še vedno obstaja nekaj vidikov, na podlagi katerih lahko dolgo časa delate.