cache的作用 计算机cache的作用

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1、cache是高速缓冲存储器一种特殊的存储器子系统，其中复制了频繁使用的数据以利于快速访问。

2、 Cache由标记存储器和数据存储器两个基本部分组成。

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3、标记存储器是用来储存Cache的控制位与块地址标签，控制位用于管理Cache的读写操作，而块地址标签则记录着Cache中各块的地址。

4、这个地址包含了与主内存映射的块地址，并且都与Cache中的一块“数据”相对应。

5、而这块“数据”正是贮存于Cache的数据存储器中。

6、 当CPU读取数据时，先通过地址总线把物理地址送到Cache中，与Cache中的块地址标签进行对比。

7、若相符合，则表示此数据已经存在于Cache中（此情况被戏称为“命中”），这时只需把Cache中的对应数据经由数据总线直接传送给CPU即可。

8、但如果CPU送来的物理地址无法与Cache中的块地址标签相符，则表明这一数据不在Cache中（称为“失误”），这时，需要由主内存把CPU所需的数据地址拷贝到Cache中，再由Cache把数据传送给CPU。

9、 从这个过程我们可以看到，若CPU读取“命中”，存取速度确实可以提高许多，但如果“失误”，则Cache的存在反而减慢了CPU的读取速度。

10、因此，采用何种技术和方法提高读写命中率、减少失误率，就成了Cache设计的关键。

11、加大Cache的容量当然可以提高命中率，但因成本问题，Cache不可能无限增大，但可以通过采用适当的映射方式和块替代方式来提高命中率。

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12、 知识拓展 Cache中的映射方式数据如何与主内存中的数据相对应的问题。

13、映射方式通常有以下三种： 1.直接映射 如果主内存上的块只能映射到Cache中的特定块，我们称这种映射方式为直接映射。

14、直接映射的存取速度最快，但失误率也最高。

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