使用cache改善系統性能的依據是什么原理

這篇文章給大家分享的是有關使用cache改善系統性能的依據是什么原理的內容。小編覺得挺實用的，因此分享給大家做個參考，一起跟隨小編過來看看吧。

使用cache改善系統性能的依據是程序的局部性原理。當CPU需要讀取數據時，首先在cache中查找是否有所需內容，如果有，則直接從cache中讀取。如果CPU需要訪問的內容大多能在cache中找到（稱為訪問命中），則可以大大提高系統性能。

本教程操作環境：windows7系統、Dell G3電腦。

使用cache改善系統性能的依據是程序的局部性原理。依據局部性原理，把主存儲器中訪問概率高的內容存放在cache中。當CPU需要讀取數據時，首先在cache中查找是否有所需內容，如果有，則直接從cache中讀取；若沒有，再從主存中讀取該數據，然后同時送往CPU和cache。如果CPU需要訪問的內容大多能在cache中找到(稱為訪問命中)，則可以大大提高系統性能。

系統的平均存儲周期與命中率有很密切的關系，命中率的提高即使很小也能帶來性能上的較大改善。

在CPU發出訪存請求后，存儲器地址先被送到cache控制器以確定所需數據是否已在cache中，若命中則直接對cache進行訪問。這個過程稱為cache的地址映射。常見的映射方法有直接映射、相聯映射和組相聯映射。

在cache存儲器產生了一次訪問未命中之后，相應的數據應同時讀入CPU和cache。但是在cache已存滿數據后，新數據必須淘汰cache中的某些舊數據。最常用的淘汰算法有隨機淘汰法、先進先出法(FIFO)和近期最少使用淘汰法(LRU)。

因為需要保證緩存在cache中的數據與主存中的內容一致，所以相對讀操作而言，cache的寫操作比較復雜，常用的有以下幾種方法：

(1)寫直達(write through)。當要寫cache時，數據同時寫回主存儲器，有時也稱為寫通。

(2)寫回(write back)。CPU修改cache的某一行后，相應的數據并不立即寫入主存儲器單元，而是在該行被從cache中淘汰時，才把數據寫回到主存儲器中。

(3)標記法。對cache中的每一個數據設置一個有效位。當數據進入cache后，有效位置1；而當CPU要對該數據進行修改時，只需將其寫入主存儲器并同時將該有效位清0。當要從cache中讀取數據時需要測試其有效位：若為1則直接從cache中取數，否則從主存中取數。

感謝各位的閱讀！關于“使用cache改善系統性能的依據是什么原理”這篇文章就分享到這里了，希望以上內容可以對大家有一定的幫助，讓大家可以學到更多知識，如果覺得文章不錯，可以把它分享出去讓更多的人看到吧！