緩存與存儲

『壹』 緩存是什麼意思

緩存是指可以進行高速數據交換的存儲器，它先於內存與CPU交換數據，因此速率很快。

緩存的工作原理是當CPU要讀取一個數據時，首先從CPU緩存中查找，找到就立即讀取並送給CPU處理；沒有找到，就從速率相對較慢的內存中讀取並送給CPU處理，同時把這個數據所在的數據塊調入緩存中，可以使得以後對整塊數據的讀取都從緩存中進行，不必再調用內存。

正是這樣的讀取機制使CPU讀取緩存的命中率非常高（大多數CPU可達90%左右），也就是說CPU下一次要讀取的數據90%都在CPU緩存中，只有大約10%需要從內存讀取。這大大節省了CPU直接讀取內存的時間，也使CPU讀取數據時基本無需等待。

(1)緩存與存儲擴展閱讀

緩存的狀態數據只是主數據的快照，由於數據源可能被修改，所以狀態數據就有會陳舊的特性。合理利用此特性和將數據陳舊的負面影響最小化是緩存狀態數據的一個重要任務。

緩存介質從技術上劃分，可以分成內存、硬碟文件、資料庫三種。將緩存存儲於內存中是最快的選擇，無需額外的I/O開銷，但是內存的缺點是沒有持久化落地物理磁碟，一旦應用異常，重新啟動數據很難或者無法復原。

緩存中可以存放的最大元素的數量，一旦緩存中元素數量超過這個值（或者緩存數據所佔空間超過其最大支持空間），那麼將會觸發緩存啟動清空策略根據不同的場景合理的設置最大元素值往往可以一定程度上提高緩存的命中率，從而更有效的時候緩存。

『貳』 緩存、內存、快閃記憶體的區別分別指什麼樣的東西

一、主體不同

1、緩存：是指訪問速度比一般隨機存取存儲器（RAM）快的一種高速存儲器

2、內存：是計算機中重要的部件之一，它是外存與CPU進行溝通的橋梁。

3、快閃記憶體：一種電子式可清除程序化只讀存儲器的形式，允許在操作中被多次擦或寫的存儲器。

二、特點不同

1、緩存：不像系統主存那樣使用DRAM技術，而使用昂貴但較快速的SRAM技術。

2、內存：內存的運行也決定了計算機的穩定運行。內存條是由內存晶元、電路板、金手指等部分組成的。

3、快閃記憶體：是一種特殊的、以宏塊抹寫的EPROM。快閃記憶體進行一次抹除，就會清除掉整顆晶元上的數據。

三、作用不同

1、緩存：可以進行高速數據交換的存儲器，它先於內存與CPU交換數據，因此速率很快。

2、內存：作用是用於暫時存放CPU中的運算數據，以及與硬碟等外部存儲器交換的數據。

3、快閃記憶體：是一種非易失性存儲器，即斷電數據也不會丟失。因為快閃記憶體不像RAM（隨機存取存儲器）一樣以位元組為單位改寫數據，因此不能取代RAM。

『叄』 內存和緩存在一個地址空間里嗎

在計算機系統的存儲器體系結構中，內存與緩存之間存在著緊密的聯系，它們共同構成了一種層次化的存儲結構，以提升數據訪問速度並優化資源利用。這一機制背後的核心原則是程序的局部性，即程序在執行過程中對數據的訪問呈現出時間上的局部性和空間上的局部性。

具體而言，內存可以分為兩類：高速緩存（Cache）與動態隨機存取存儲器（DRAM）。高速緩存作為DRAM的預讀取區域，旨在提高程序執行效率。由於內存層次結構中，上層內存速度更快但容量有限，下層內存容量大但速度較慢，因此緩存機制的引入能夠有效提升數據訪問效率，減少內存訪問延遲。

程序的局部性意味著，一旦訪問了某個位置的數據，附近的數據更有可能被訪問。根據這一特性，現代存儲器體系結構通常遵循規則，每次取數據都從當前層向上逐級訪問，直到達到L1緩存為止，並在每一層占據一個位置。這樣的安排有助於提高數據訪問的命中率，減少內存延遲。

虛擬地址空間與物理地址空間構成了現代操作系統中的一對概念。每個進程擁有獨立的虛擬地址空間，通過內存管理單元（MMU）實現與物理地址空間的映射。MMU將虛擬地址轉換為物理地址，CPU隨後根據物理地址讀取存儲器體系結構中的內容。

頁表作為虛擬地址到物理地址的映射機制，被存儲在DRAM中。每個進程都維護著自己的頁表，當虛擬地址對應的物理地址無效時，系統會通過頁面調度從物理內存中獲取相應的數據，同時更新頁表項以確保虛擬地址的正確映射。對於物理地址有效的虛擬地址，訪問過程直接在緩存或DRAM中進行，若數據在緩存中，訪問效率更高。

簡而言之，內存與緩存之間在存儲器體系結構中並非位於同一空間，而是通過層次化的設計實現了數據訪問的優化。這一機制不僅提升了程序執行效率，還有效管理了內存資源，確保了系統的高性能與穩定性。

『肆』 緩存和內存有什麼區別

緩存和內存是計算機不同的組成部件。