5、cache

思维导图为什么要cache？Cache的工作原理局部性原理性能分析(加入cache)空间局部性中的“附近”怎么定义？待解决的问题？

思维导图

为什么要cache？

1、程序执行时，需要从辅存中将程序执行代码和数据加载到内存中，然后CPU从内存中一条一条的取指令。

2、但是内存与CPU速度不匹配，会大大影响CPU的效率。所以需要一个可以缓和速度问题的中间件：cache。通常，cache的速度是可以达到主存的几十倍。

Cache的工作原理

1、在加入cache后，根据局部性原理，会将一些代码复制到cache中，CPU在取指令时直接从cache中取

2、由于硬件集成度和成本问题，cache的容量一般都很小

局部性原理

对于上图中的程序A和程序B，程序A访问二维数组顺序访问二维数组时其物理地址也连续，所以根据空间局部性原理，cache命中率会很高，程序的执行速度会很快。对于程序B而言，程序A访问二维数组顺序访问二维数组时其物理地址不连续，因此，根据空间局部性原理，其cache命中率低，程序执行效率就不高。

性能分析(加入cache)

空间局部性中的“附近”怎么定义？

例如，当你访问a[1][0]时,你需要确定其在哪一块地址空间中，然后根据局部性原理，将整块地址空间复制到cache中。

待解决的问题？

问题1：见计组之存储系统：6、Cache-主存映射方式

问题2：见计组之存储系统：7、Cache替换算法

问题3：见计组之存储系统：8、Cache写策略