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對“緩存”的全面理解和優(yōu)化

云知道

理解緩存
操作系統(tǒng)的任務主要是合理地調(diào)配系統(tǒng)的各種資源，為各種程序的運行提供環(huán)境，它可以看作是硬件和應用軟件之間的一個媒介 。其中對內(nèi)存的管理是系統(tǒng)的最主要的職責，怎么樣使有限的內(nèi)存用在刀刃上，怎么要保證系統(tǒng)本身所需的內(nèi)存（以防止死機，在win2000和winxp里這一點已經(jīng)做的非常好了），怎樣克服各種硬件連接的瓶頸 。
本文主要就這種硬件連接的瓶頸問題展開一些討論 。大家知道計算機的主要硬件，硬盤，內(nèi)存和處理器之間的速度是不一樣的，其中處理器的速度是非?？斓?，內(nèi)存次之，而硬盤的速度是很慢的（相對于處理器來說），一件任務的處理要通過處理器給出的指令，把相關數(shù)據(jù)從硬盤里調(diào)出來，到內(nèi)存，在內(nèi)存和處理器之間還會有許多數(shù)據(jù)的傳輸，內(nèi)存本身不能處理數(shù)據(jù)，要通過處理器來處理，當他們一起工作的時候，由于處理器和內(nèi)存工作得快，它們常在把事做完了沒事做了，要等硬盤，這樣就大大降低了系統(tǒng)的整體性能，不能發(fā)揮所有硬件的性能 。為了解決這個問題，一個優(yōu)秀的操作系統(tǒng)必然要有“緩存”來作為這些硬件之間的一個中間站，來緩和這種矛盾，從而一定程度上提高系統(tǒng)的性能，“緩存”處理的越好，系統(tǒng)的性能發(fā)揮的越好 。所以研究“緩存”就有了它的意義 。
看了上面的內(nèi)容，以前對“緩存”沒有認識的朋友應該理解它了 。理解之后馬上可以應用的地方就是在自購兼容機的時候 。大家大可不必去追趕潮流，買什么P4處理器，而應該買一個快一點的硬盤，比如買個7200轉(zhuǎn)的（或更快的），以減少瓶頸的矛盾 。處理器嗎，買賽揚好了，一般是沒問題的，處理器大多數(shù)時候是閑著的，有時處理很多個大任務時可能會有些緊張，注意避免就可以了 。
從某種角度講，內(nèi)存本身是硬盤和處理器之間的一個緩存，它的作用是緩解硬盤和處理器之間的尖銳矛盾的 。當它被作為一個固定的部件后，它本身也成了需要用緩存來緩解瓶頸的對象 。它對處理器和硬盤夾在中間，是他們的必經(jīng)之路，硬盤與處理器之間的關系成了硬盤與內(nèi)存和內(nèi)存與處理器之間的雙重關系 。所以上面提到的瓶頸問題的處理歸結(jié)為對內(nèi)存的優(yōu)化，即怎樣處理好硬盤與內(nèi)存之間的緩存很處理器與內(nèi)存之間的緩存 。
對于一個想了解操作系統(tǒng)的人來說，能夠理解“緩存”對對它做適當?shù)膬?yōu)化是比不可少的一節(jié)課 。另外再補充一下，緩存的概念是很廣泛的，這里專指內(nèi)存的緩存 。
緩存的優(yōu)化
操作系統(tǒng)本身已經(jīng)有了很多優(yōu)化措施，而我們只能在它的優(yōu)化措施的基礎上根據(jù)我們的實際情況來優(yōu)化 。

1,最“著名”的緩存是頁面文件，這個倒不是緩解速度的，而是緩解容量的，在速度上，硬盤不如內(nèi)存，但是容量上，內(nèi)存是不可能跟硬盤比的，當你運行一個程序需要大量數(shù)據(jù)，占有大量內(nèi)存時，內(nèi)存就要被塞滿，怎么辦呢？把那些暫時不用的放到硬盤里去，因為處理器總是只調(diào)用處理一個任務所需的數(shù)據(jù)，其他的準備的數(shù)據(jù)（就是那些可能要用的，但暫時還不用的）可以先放一放，如果內(nèi)存放不下，就只好放到硬盤了 。但是這樣做是有代價的，當放到內(nèi)存的數(shù)據(jù)重新要被使用時，你就得等很長時間等系統(tǒng)把在硬盤中得數(shù)據(jù)調(diào)上來 。其實你可以感受到系統(tǒng)的這些動作，比如你打開IE或Office，第一次打開是很慢的，但是關閉后馬上再打開就快很多，這是因為這時數(shù)據(jù)還沒被系統(tǒng)“請”出內(nèi)存，系統(tǒng)從內(nèi)存中直接取得數(shù)據(jù)自然快了；另一個情況，當你開了一個photoshop這樣的大軟件，這時打開Office要比平時還慢一點，這是因為內(nèi)存本來被photoshop占領著，要調(diào)入Office的數(shù)據(jù)到內(nèi)存就必須把photoshop的數(shù)據(jù)“請”出內(nèi)存，多了這個過程，打開自然要慢一些 。

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