计算机中为什么要采用高速缓存器(CACHE)?

作者&投稿:锁祥 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
cache在计算机中的作用是什么?~

高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器,具体作用如下:
在计算机技术发展过程中,主存储器存取速度一直比中央处理器操作速度慢得多,使中央处理器的高速处理能力不能充分发挥,整个计算机系统的工作效率受到影响。
有很多方法可用来缓和中央处理器和主存储器之间速度不匹配的矛盾,如采用多个通用寄存器、多存储体交叉存取等,在存储层次上采用高速缓冲存储器也是常用的方法之一。很多大、中型计算机以及新近的一些小型机、微型机也都采用高速缓冲存储器。

扩展资料Cache组成部分
主要由三大部分组成:
Cache存储体:存放由主存调入的指令与数据块。
地址转换部件:建立目录表以实现主存地址到缓存地址的转换。
替换部件:在缓存已满时按一定策略进行数据块替换,并修改地址转换部件。
参考资料来源:百度百科-高速缓冲存储器

首先排除AC,不可能是只读存储器
Dynamic Random Access Memory,DRAM,现在的系统物理内存采用的,速度较低,集成度高
Dynamic Random Access Memory,SRAM,CPU集成的高速缓存,集成度低,速度很快,成本较高。

B

是为了解决低速的外设和高速的CPU之间速度不匹配的问题。

主要由三大部分组成:

1、Cache存储体:存放由主存调入的指令与数据块。

2、地址转换部件:建立目录表以实现主存地址到缓存地址的转换。

3、替换部件:在缓存已满时按一定策略进行数据块替换,并修改地址转换部件。

在有高速缓冲存储器的计算机系统中,中央处理器存取主存储器的地址划分为行号、列号和组内地址三个字段。

于是,主存储器就在逻辑上划分为若干行;每行划分为若干的存储单元组;每组包含几个或几十个字。高速存储器也相应地划分为行和列的存储单元组。二者的列数相同,组的大小也相同,但高速存储器的行数却比主存储器的行数少得多。

扩展资料

当中央处理器存取主存储器时,高速缓存器首先自动对存取地址的列号字段进行译码,以便将联想存储器该列的全部行号与存取主存储器地址的行号字段进行比较:若有相同的,表明要存取的主存储器单元已在高速存储器中,称为命中,硬件就将存取主存储器的地址映射为高速存储器的地址并执行存取操作。

若都不相同,表明该单元不在高速存储器中,称为脱靶,硬件将执行存取主存储器操作并自动将该单元所在的那一主存储器单元组调入高速存储器相同列中空着的存储单元组中,同时将该组在主存储器中的行号存入联想存储器对应位置的单元内。

当出现脱靶而高速存储器对应列中没有空的位置时,便淘汰该列中的某一组以腾出位置存放新调入的组,这称为替换。确定替换的规则叫替换算法,常用的替换算法有:最近最少使用算法(LRU)、先进先出法(FIFO)和随机法(RAND)等。

替换逻辑电路就是执行这个功能的。另外,当执行写主存储器操作时,为保持主存储器和高速存储器内容的一致性,对命中和脱靶须分别处理。



楼上回答不准确,应该是为了解决低速的外设和高速的CPU之间速度不匹配的问题。其中最主要是解决CPU和内存之间的速度匹配问题。
内存太慢,不能及时提供数据给CPU用于计算(CPU现在几个GHZ的频率,速度比内存块很多),会大大降低CPU的效率,因此在CPU内核中集成了高速度的静态RAM,即SRAM构成的CACHE,提前用算法预读取内存中的数据到CACHE中去,CPU用到的大部分数据(96%以上)都直接在CACHE中得到,不用去读内存了,提高速度。
缓存在其它地方也有用到,比如硬盘,但提到高速缓存一般是只的CPU内部的CACHE。

这个是为了平衡CPU的高速和硬盘存取速度慢的问题


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邢台市19820108921: 计算机中为什么要采用高速缓存器(CACHE)? -
谈显信韦: 楼上回答不准确,应该是为了解决低速的外设和高速的CPU之间速度不匹配的问题.其中最主要是解决CPU和内存之间的速度匹配问题. 内存太慢,不能及时提供数据给CPU用于计算(CPU现在几个GHZ的频率,速度比内存块很多),会大大降低CPU的效率,因此在CPU内核中集成了高速度的静态RAM,即SRAM构成的CACHE,提前用算法预读取内存中的数据到CACHE中去,CPU用到的大部分数据(96%以上)都直接在CACHE中得到,不用去读内存了,提高速度. 缓存在其它地方也有用到,比如硬盘,但提到高速缓存一般是只的CPU内部的CACHE.

邢台市19820108921: 为何在计算机系统中采用高速缓冲存储器 -
谈显信韦: 计算机系统配置高速缓冲器cache是为了解决 主存 与 CPU 之间速度不匹配的问题 高速缓冲存储器是存在于主存与CPU之间的一级存储器, 由静态存储芯片(SRAM)组成,容量比较小但速度比主存高得多, 接近于CPU的速度.在计算机存储系统的层次结构中,是介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器.它和主存储器一起构成一级的存储器.高速缓冲存 储器和主存储器之间信息的调度和传送是由硬件自动进行的.

邢台市19820108921: 为什么在微型计算机中要使用高速缓存??? -
谈显信韦: 你是指笔记本电脑还是那种掌上电脑,在笔记本商用高速缓存是为了提升整体电脑的性能,而那种掌上电脑一是为了提升速度,更重要的是,抗摔,而且耗电量少,能提高抗震性和连续实用性.

邢台市19820108921: 什么是高速缓冲存储器?为什么要设置高速缓冲存储器? -
谈显信韦: 高速缓冲存储器一般由高速SRAM构成,这种局部存储器是面向CPU的,引入它是为减小或消除CPU与内存之间的速度差异对系统性能带来的影响.广义来说,计算机内部存储器包括硬盘,内存,高速缓存,其中主要的存储器是硬盘它存储着操作系统需要的大部分数据,但是他读写速度慢,因而引入了内存,作为系统和硬盘之间的缓冲,这样CPU不用频繁访问速度慢的硬盘.我们知道后来CPU速度发展远远快于内存,后来又引入了高速缓存,是为了缓解CPU和内存速度不匹配的问题.

邢台市19820108921: 为什么要采用Cache -
谈显信韦: 现在使用的绝大多数CPU都带有高速缓存――Cache,有的甚至集成了多极缓存;而我们选择主板时,板上的Cache数量也是一个重要的考虑因素.早期的486集成了4~8K的一级片内Cache,而现在的Pentium II至强处理器不仅集成...

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邢台市19820108921: 请说明计算机为什么采用CPU、Cache、内存的体系结构? -
谈显信韦: 因为内存的速度和CPU差很多 所以要设置高速缓存(Cache) 这样的话就是先把数据读取到Cache里 然后CPU就可以直接从Cache里读取了 因为Cache的速度要比内存快很多 这样就解决了内存和CPU之间的瓶颈问题

邢台市19820108921: 设置高速缓冲存储器和虚拟存储器的目的、理论依据分别是什么? -
谈显信韦: 设置高速缓冲存储器和虚拟存储器的目是为了解决CPU和主存之间的速度匹配问题.理论依据:高速缓冲存储器,是位于CPU与主存间的一种容量较小但是速度很高的存储器.采用Cache的理由是由于CPU的速度远高于主存,CPU直接从内存中存取数据要等待一定时间周期,Cache中保存着CPU刚用过或循环使用的一部分数据.当CPU再次使用该部分数据时可从Cache中直接调用,这样就减少了CPU的等待时间,提高了系统的效率.Cache又可以分为一级Cache(L1 Cache)和二级Cache(L2 Cache).

邢台市19820108921: 高档微机为何要设立高速缓冲存储器cache
谈显信韦: 一般的电脑用内存 但高档的主机内存就不能满足电脑的要求 所以要高速缓存

邢台市19820108921: 主存器与CPU之间增加高速缓存器的目的是什么 -
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