Кэширующие системы

Введение 3
1. Функционирование 4
2. Кэш центрального процессора 4
2.1. Уровни кэша 5
2.2. Ассоциативность кэша 5
3. Кэширование внешних накопителей 6
4. Кэширование, выполняемое операционной системой 6
5. Алгоритм работы кэша с отложенной записью 6
5.1. Алгоритм вытеснения 7
6. Программное кэширование 7
6.1. Политика записи при кэшировании 7
6.2. Кэширование интернет-страниц 7
6.3. Кэширование результатов работы 8
Заключение 9
Список использованных источников 10
Алфавитный указатель 11

Весь текст будет доступен после покупки

Представьте себе массив информации, используемой, например, в офисе. Малые объёмы информации, нужной в первую очередь, в частности список телефонов, расположены на стене над вашим столом. Точно так же вы храните под рукой информацию по текущим задачам. Реже используемые справочники, например, городская телефонная книга, лежат на полке, возле рабочего стола.
Кэш (англ. cache) — промежуточный буфер с быстрым доступом, хранящий копию той информации, которая хранится в памяти с менее быстрым доступом, но с большей вероятностью может быть оттуда запрошена. Доступ к данным в кэше идёт быстрее, чем выборка исходных данных из медленной памяти или их перевычисление, что делает среднее время доступа короче.

Весь текст будет доступен после покупки

1. Функционирование
Кэш — это память с большей скоростью доступа, предназначенная для ускорения обращения к данным, содержащимся постоянно в памяти с меньшей скоростью доступа (далее «основная память»). Кэширование используется ЦПУ, жёсткими дисками, браузерами, веб-серверами, службами DNS и WINS. Кэш состоит из набора записей. Каждая запись ассоциирована с элементом данных или блоком данных (небольшого количества данных), которая является копией элемента данных в основной памяти. Каждая запись обладает идентификатором, определяющим соответствие между элементами данных в кэше и их копиями в основной памяти.

Если клиент кэша (ЦПУ, веб-браузер, операционная система) обращается к данным, прежде всего изучается кэш. Если в кэше найдена запись с идентификатором, сходящимся с идентификатором затребованного элемента данных, то используются элементы данных в кэше. Такой случай называется попаданием кэша. Если в кэше не обнаружена запись, имеющая потребованный элемент данных, то он читается с основной памяти в кэш, и становится доступным для дальнейших обращений. Такой случай называется промахом кэша. Доля обращений к кэшу, когда в нём найден результат, называется уровнем попаданий или коэффициентом попаданий в кэш.

Так, веб-браузер проверяет локальный кэш на диске на наличие локальной копии веб-страницы, соответствующей запрошенному URL. Тогда URL — это идентификатор, а содержимое веб-страницы — это элементы данных.
Если кэш ограничен в объёме, тогда при просчёте может быть принято решение отбросить некоторую запись для освобождения пространства. Для выбора отбрасываемой записи применяются разные алгоритмы вытеснения.

При модификации элементов данных в кэше осуществляется их обновление в основной памяти. Задержка во времени между модификацией данных в кэше и обновлением основной памяти управляется политикой записи.
В кэше с немедленной записью каждое изменение активизирует синхронное обновление данных в основной памяти.

В кэше с отложенной записью (или обратной записью) обновление совершается в случае вытеснения элемента данных, периодически или по запросу клиента. Для отслеживания модифицированных элементов данных записи кэша хранят признак модификации (изменённый или «грязный»). Промах в кэше с отложенной записью может потребовать 2 обращения к основной памяти:
1. для записи заменяемых данных из кэша;
2. для чтения необходимого элемента данных.

Если данные в основной памяти могут быть поменяны независимо от кэша, то запись кэша может стать неактуальной. Протоколы взаимодействия между кэшами, которые сохраняют согласованность данных, называют протоколами когерентности кэша.

Весь текст будет доступен после покупки

1. G. C. Stierhoff, A. G. Davis. A History of the IBM Systems Journal // IEEE Annals of the History of Computing. — январь 1998. — Т. 20. — № 1. — С. 29—35. — DOI:10.1109/85.646206 - dx.doi.org/10.1109/85.646206 DOI:10.1109/85.646206 - dx.doi.org/10.1109/85.646206
2. Большой толковый словарь русского языка / автор, сост. и гл. ред. С. А. Кузнецов. 2000 г. РАН Институт лингвистических исследований
3. Борковский А. Б. Англо-русский словарь по программированию и информатике (с толкованиями). — М.: Русский язык, 1990. — 335 с. — 50 050 (доп.) экз. — ISBN 5-200-01169-3
4. Захаренко Е. Н., Комарова Л. Н., Нечаева И. В. Новый словарь иностранных слов. М.: 2003
5. М. Дж. Бах. Архитектура операционной системы UNIX
6. Першиков В. И., Савинков В. М. Толковый словарь по информатике / Рецензенты: канд. физ.-мат. наук А. С. Марков и д-р физ.-мат. наук И. В. Поттосин. — М.: Финансы и статистика, 1991. — 543 с. — 50 000 экз. — ISBN 5-279-00367-0

Весь текст будет доступен после покупки