高速缓冲存储器cache memory

计算机存储系统的层次结构中，介于中央处理器和主存储器之间的高速小容量存储器。高速缓冲存储器和主存储器之间的信息调度和传送是由硬件自动进行的，程序员感觉不到高速缓冲存储器的存在，它对程序员是透明的。
作用 中央处理器和主存储器的速度理应是匹配的，但器件和工艺的发展使中央处理器的速度比主存储器的速度提高得更快，主存储器的速度影响整机速度的提高。有多种方法能解决两者的匹配问题，如采用多个通用寄存器、多存储体交叉和高速缓冲存储器等。高速缓冲存储器的容量不大（几千字节至几万字节），一般只有主存储器的几百分之一，但它的存取速度与中央处理器相匹配。根据程序局部性原理，正在使用的主存储器某一单元邻近的那些单元将被用到的可能性大，当中央处理器存取主存储器某一单元时，计算机硬件就自动地将包括该单元在内的那一组单元信息调入高速缓冲存储器，中央处理器就可以直接对高速缓冲存储器进行存取。在整个处理过程中，如果中央处理器绝大多数存取操作能在高速缓冲存储器中进行，计算机系统处理速度就能显著提高。当中央处理器访问时，在高速缓冲存储器找到所需指令和数据，称为访问“命中”，否则就要从主存储器中存取，称为“不命中”。借助于管理高速缓冲存储器的替换算法，可以使高速缓冲存储器中经常保持着从主存储器中选定的最需要的信息，提高访问命中率，这就近似于按高速缓冲存储器的存取速度去访问大容量的主存储器。
组成 高速缓冲存储器通常由高速存储器、联想存储器、替换逻辑电路和相应的控制线路组成。高速存储器一般用双极型半导体制成。高速存储器的地址划分为行号、列号和组内地址三个字段；在逻辑上划分为若干行，每行划分为若干列的存储单元组，每组包含几个或几十个字。它和主存储器的列数相同，组的大小也相同，但行数少得多。联想存储器是按给定内容的特征而不是按地址进行存取的存储器。它的每个存储单元都含有存储、比较、读写和控制等电路。查找时，每个存储单元将它的内容与送来的查找变量比较。相符时，查找结果就被存入响应寄存器中。此时，将主存储器某一行某一列存储单元组调入高速存储器同一列某一空着的存储单元组。
高速缓冲存储器的性能常用命中率来衡量。影响命中率的因素是高速存储器的容量、存储单元组的大小、替换算法和读写操作处理方法等。

高速缓冲存储器gaosu huanchong cunchuqi

在计算机系统的层次结构中，介于中央处理机和主存储器之间的存储设备，它和主存储器一起构成中央处理机可直接访问的存储体系.它是在主存储器与中央处理机之间设置的缓冲装置.由于主存储器的存取速度比中央处理机的操作速度慢得多，人们用高速缓冲存储器来提高中央处理机访问主存储器时的等效速度，用它来匹配中央处理机的速度.高速缓冲存储器的存取速度比主存储器快得多，但它的容量只有主存储器的几百分之一.
在有高速缓冲存储器的计算机系统中，中央处理机把主存储器的地址分为行号、列号和组内地址三个字段.主存储器在逻辑上划分为若干行，每行又划分为若干列的存储单元组，每组包含几个或几十个字.高速缓冲存储器与主存储嚣二者的列数相同，组的大小也相同，而高速缓冲存储器的行数比主存储器的行数小得多.
高速缓冲存储器和主存储器之间的信息调动和传送是由硬件来自动实现的，当中央处理机要访问主存储器的某一单元时，硬件首先自动地对存取地址的列号字段进行译码，并自动地将包括该地址单元在内的那一组单元的信息送入高速缓冲存储器，中央处理机就可直接对高速缓冲存储器进行存取操作.
同时，当中央处理机所需信息不在高速缓冲存储器时，则中央处理机也可以直接访问主存储器.