Кэшированные данные что это такое на телефоне. Что такое кэшированные данные в телефоне

Стоимость старших моделей смартфонов завышена. Все мы прекрасно понимаем, что разница в цене между 16 ГБ и 32+ ГБ моделями неоправданно большая. Речь идёт и о iPhone, и о всём многообразии флагманских представителей Android. В итоге человек берёт младшую модель с 16 гигабайтами хранилища на борту в надежде, что этого хватит. Но, зачастую реальность не оправдывает его ожидания.

Что съедает память в смартфоне

Для начала нужно понять, что указанный производителем объём памяти в устройстве - это не то же самое, что доступный пользователю объём памяти. То есть, на практике нам всегда доступно меньше памяти, чем написано на упаковке, и это справедливо как для iPhone, так и для семейства Android.

В обоих случаях операционная система устройства занимает 2-3 ГБ памяти, и вернуть их в распоряжение пользователя нельзя - эта пространство нужно для работы устройства.

Поэтому, когда вы подыскиваете новый смартфон, то считайте так: 16 ГБ на самом деле примерно равно 13 ГБ, а 32 ГБ - это в лучшем случае 29-30 ГБ.

В дальнейшем на оставшийся пользователю объём памяти будут посягать устанавливаемые приложения и игры . Экраны всё лучше, картинка должна быть всё качественнее, графика всё круче - это серьёзно утяжеляет приложения.

Кроме того, со временем установленные приложения будут толстеть, накапливая в памяти данные кэша - это всё, что остаётся в устройстве в процессе работы приложения и после его закрытия. Любое приложение, получающее контент из Сети, сохраняет его на устройстве для более оперативного предоставления пользователю. Смотрите YouTube - получаете кэшированные видеозаписи. Слушаете музыку онлайн - она кэшируется локально. Сёрфите в Интернете через Chrome - посещённые в браузере странички кэшируются.

Если у вас Android и вы оказались в ситуации, когда срочно нужно получить несколько сотен мегабайт места под видео или фото, то очистите данные кэша.

Настройки -> Память -> тап на Данные кэша.

Также можно выборочно очистить кэш у отдельных приложений.

Настройки -> Приложения -> тап по толстому приложению -> Очистить кэш.

В iOS таких штатных средств нет, но есть сторонние утилиты .

В наши дни 1 ГБ для одной игры уже кажется вполне приемлемым. Периодическая чистка игр с предварительным вопросом к самому себе «буду ли я в это ещё играть?» поможет избавиться от надоевших и ненужных игрушек, которые продолжают занимать порядочное количество памяти. Это же справедливо для любых других приложений. Не понравилось приложение? Не планируете пользоваться им в будущем? Удалите его, не держите просто так на устройстве.

Загружаемая пользователем в устройство музыка становится всё качественнее. Некоторые уже не воспринимают 320 кбит mp3 и хотят только flac. Такие треки занимают в несколько раз больше места на устройстве.

Подумайте, обеспечат ли используемые вами наушники достаточное качество воспроизведения звука, чтобы вы почувствовали разницу? Быть может, mp3 среднего качества вполне хватит?

Если речь идёт о фото и видео , то всё ещё хуже. В топовые актуальные смартфоны ставят 8+ мегапиксельные камеры, которые умеют снимать FullHD видео с высоким фреймрейтом и делать фото очень большого разрешения. Такие фото и видео занимают очень много места. Для примера, 1 час видео в качестве 1080p может занять на вашем смартфоне 10 ГБ места.

С отснятыми видео вариантов фактически нет. Их нужно периодически перемещать из мобильного устройства на компьютер для последующего хранения или размещения на видео-хостинге.

С хранением фотографий может помочь мобильное приложение Dropbox - в нём есть функция автоматического переноса снимков из памяти устройства в облако.

И всё же, чем более технологичными становятся наши мобильные устройства, тем больше будет требоваться места под приложения и контент. Производители понимают это, и зачастую идут навстречу пользователю, встраивая в смартфоны и планшеты слот под съёмные карты памяти . К сожалению, пользователи iPhone, гуглофонов и некоторых других линеек Android лишены такого преимущества. Google предлагает нам хранить все данные в Сети.

Такую концепцию поддерживают и многие разработчики - сейчас нам доступны сотни тематических онлайн-сервисов, предоставляющих контент в виде потоковой передачи. Их дополняют десятки облачных хранилищ. В таком случае память устройства будет забиваться значительно меньше, но значительно возрастают требования к качеству и скорости мобильного Интернета.

В данной статье мы поговорим о таком важном и злободневном вопросе, как что такое кэш, какие его виды выделяют и можно ли удалить кэшированные данные. Подобные вопросы часто задают пользователи компьютеров, планшетов, смартфонов и прочей современной цифровой техники. Вопросы начинают возникать, когда пользователи не до конца разбираются в этом понятии. Выделяют несколько различающихся видов кэш-памяти на различных устройствах. Она представляет собой неотъемлемую часть техники для надежной и бесперебойной работы.

Что такое кэш-память

Термином «кэш» называют участок памяти компьютера или мобильного устройства, забранный с жесткого диска, где содержится информация, особенно часто требуемая процессору. Он позволяет облегчить работу процессора тогда, когда ему следует продолжительно загружать или искать информацию. Иначе говоря, это информация, которая сохраняется довольно близко к самому процессору. Устройство помещает в хранилище команды или информацию, которые применяются наиболее часто, и это дает возможность устройству находить быстрее запрашиваемый материал.

Обычно устройство помещает в данный район памяти обработанные данные, чтобы не подвергать обработке её заново и не расходовать лишнее время.

История появления термина

В первый раз слово «cache» (кэш) в компьютерном контексте было употреблено в 67 году прошлого века во время подготовки к выходу статьи для размещения в одном из передовых специализированных журналов «IBM Systems Journal». Публикация касалась модернизации памяти в разрабатываемой в то время компьютерной модели. Главный редактор издания Лайл Джонсон дал задание сочинить более изобразительный термин, вместо существовавшего в то время термина «высокоскоростной буфер», однако, за неимением идей сам внес предложение назвать ее словом «cache».

Публикация увидела свет в первой половине 68 года прошедшего века, ее авторы получили премию от IBM, творение возымело распространение и в дальнейшем было доработано, а термин «кэш» довольно скоро стал употребляться в компьютерной литературе как общепризнанный.

Итак, что такое кэш-память и как она возникла, стало более ясно. Посмотрим, где и как она может использоваться.

Функционирование

Кэш складывается из набора записей, каждая из которых ассоциируется с компонентом данных или блоком сведений (небольшой их части). Каждая запись представляет собой копию части данных в фундаментальный памяти и обладает своим уникальным идентификатором (тегом), определяющим сходство между деталями данных в резервной памяти и их копиями в основной.

Специальные клиенты обращаются к информации внутри устройства:

• операционная система;
• веб-браузер;

Прежде всего, они обращаются именно к резервным копиям (кэш). Если там найдена запись с соответствующим идентификатором, который совпадает с личным номером запрошенного компонента данных, то употребляются элементы сведений из резерва. Тогда можно говорить о «попадании кэшa». Если в резерве соответствующая запись не обнаружена, то данные считываются из основной памяти и опять-таки копируется в тот самый резерв с присвоением идентификатора. Теперь они становятся доступными для дальнейших обращений клиентам.

Подобные случаи называют «промашкой кэшa». Процент обращений к резервным копиям, когда в них бывают найдены результаты, получил название «уровень (или коэффициент) попаданий».

Кэш компьютера

Стационарный компьютер содержит оперативную память, которую он употребляет для оптимизации своей работы. Кэш-память в компьютере представляет собой буфер между оперативной памятью и процессором. Она размещена неподалеку от самого процессора, по этой причине ему становится проще использовать информацию, которая заложена в ней.

Можно продемонстрировать пример работы кэш-памяти, проведя определенную аналогию для того, чтобы верно уяснить ее суть.

К примеру, человеку необходимо узнать номер телефона, который он не в силах вспомнить. Разыскать телефон в справочнике будет равнозначно тому, как процессор отыскивает сведения в оперативной памяти. Если этот номер телефона будет записан на отдельном листочке, человек сможет достаточно скоро узнать его без поиска в справочнике. Вот такой листок представляет собой пример кэш-памяти. Компьютер механически загружает туда сведения, которые часто могут быть полезны. Это, разумеется, значительно оптимизирует работоспособность компьютера, повышает его производительность.

Кэш интернет-браузера

Интернет-браузер равным образом применяет память кэшa. Он загружает туда сведения, изображения, аудиозаписи и многое другое. Это можно обнаружить по тому, что браузер бойче загружает веб-сайт, на который пользователь зачастую заходит, нежели тот, на какой попал впервые. Это происходит по причине того, что браузер «соображает». Чтобы постоянно не загружать данные с него и не расходовать на это время, он держит ее в кэш-память для оптимизации работоспособности и экономии времени. Для этого кратковременного пространства браузер занимает место на жестком диске.

Площадь кэшa браузера можно подстроить под себя в настройках браузера. Но не следует забывать, что, если он заполнит накопленными сведениями всю отведенную для него площадь, то свежая информация станет загружаться туда посредством вытеснения давнишней, которая уже неактуальна. Кэш браузера можно без особых усилий очистить, если пользователь не находит его необходимым.

Кэш для игр на Андроид

Владельцы смартфонов, работающих под операционной системой Андроид, нередко бывают озадачены вопросом, можно ли очистить кэшированные данные в телефоне.

В основном кэш нужен для игры с многомерной графикой, которая запрашивает для себя особое пространство для подкачки добавочных материалов. Зачастую для игр оно резервируется самопроизвольно при входе в игру. Применяя интернет, игра сама по себе загружает необходимую ей информацию и размещает ее в хранилище. Но время от времени происходит так, что кэш для игры необходимо расположить в хранилище своими руками. Сделать это можно, руководствуясь инструкцией к установке игры.

Игра с кэшем обычно ставится таким образом:

1. Установочный файл размещается в любом месте на устройстве.
2. Кэш, опять же, должен быть помещен в дополнительно отведенное пространство на смартфоне, чтобы во время старта игры он стал считывать сведения с необходимого места.
3. Если кэш находится там, где следует, игра будет благополучно функционировать.
4. Пространство, куда нужно его записывать, показано, как правило, в описании приложения.

Что значит очистить кэш

Это означает очистить всю накопленную информацию на устройстве, требуемую для эффективной работы компьютера или устройства. Выполнять эту процедуру нужно лишь в том случае, когда это действительно необходимо. Предположим, после стирания памяти браузера, веб-ресурсы, которыми серфер регулярно пользуется, станут загружаться несколько продолжительнее, поскольку ему потребуется снова закачать все данные, находящиеся на странице. После завершения удаления кэша на смартфоне, игры, его требующие, не сумеют стартовать без этих данных.

Иногда владельцы смартфонов Самсунг при попытке освободить место в устройстве встречаются с пугающим системным предупреждением «кэшированные данные приложений будут очищены». Что это означает?

Пользователю необходимо понимать, что значит «очистить кэш», и иметь понятие к каким последствиям это может привести. Разумеется, временами бывают ситуации, когда чистить память необходимо. Это может быть обусловлено переполнением памяти или же неполадками, к которым оно способно привести. Также бывает, что кэш, вопреки своему основному назначению, может препятствовать работе компьютера. За этим требуется следить. В этом помогут различные программы, утилиты и приложения.

К примеру, программа CCleaner для стационарного компьютера (или ее аналог для Андроида в виде приложения) способна разыскать в системе устройства тот кэш, в каком пользователь не имеет необходимости, и удалить его самостоятельно. Описываемая программа значительно способствует оптимизации работоспособности устройства. Она может диагностировать ваш компьютер на предмет ошибок, почистить реестр системы, а также поставить автозагрузку программ при старте компьютера или устройства. Это тоже немаловажная функция, поскольку зачастую компьютерные приложения, которые мы загружаем из интернета, автоматом подгружаются при пуске операционной системы.

Если значительное число подобных приложений загружается во время пуска устройства, это может затратить много времени при включении. Такую ситуацию без особых усилий исправляет программа CCleaner и аналогичные ей утилиты.

Для чего необходимо очищение

Одно из соображений, по каким причинам эту память надо очищать, - это высвобождение свободного места на системном диске. В особенности это имеет отношение для тех, кто использует несколько браузеров. Все они для использования собственного кэшa будут запасать для себя место с системного диска. В итоге это может значительно отразиться на памяти. Равным образом кэш хранит оформление веб-страниц.

Предположим, если юзер заходил на сайт, его браузер сбережет в своем личном кэшe его оформление. И после завершения вышедшего свежего оформления пользователь его не сможете увидеть, поскольку ему будет предоставлено оформление, сохраненное в его кэше. Помимо этого, он также сохраняет хронологию посещений веб-страниц. Если юзер не желает, чтобы кто-либо мог узнать какие сайты он посещал, ему также следует очистить память.

Лишний раз почистить кэш не только с компьютера, но и со смартфона также будет целесообразно. Нередко после удаления игры она оставляет свой кэш в памяти устройства. По этой причине на телефоне может оставаться не одно зарезервированное пространство теми играми, которые уже отсутствуют. При этом накопленные данные могут достаточно много весить. Примем во внимание, что смартфоны не располагают таким большим количеством памяти, как стационарный компьютер или ноутбук. Соответственно, хранить эти резервы - непозволительная роскошь.

Наличие резервирования места для данных и хранения в них копий открывает широкие возможности по значительной оптимизации работы процессора любого устройства:

• стационарного компьютера;
• ноутбука, нетбука;
• планшета;
• смартфона и проч.

В том числе это заметно сокращает время его бездействия. Таким образом, удалять «кэшированные данные» не только можно, но и нужно.

У этого термина существуют и другие значения, см. Кэш (значения).

Кэш или кеш (англ. cache , от фр. cacher - «прятать»; произносится - «кэш») - промежуточный буфер с быстрым доступом, содержащий информацию, которая может быть запрошена с наибольшей вероятностью. Доступ к данным в кэше осуществляется быстрее, чем выборка исходных данных из более медленной памяти или удаленного источника, однако её объём существенно ограничен по сравнению с хранилищем исходных данных.

История

Впервые слово «cache» в компьютерном контексте было использовано в 1967 году во время подготовки статьи для публикации в журнале «IBM Systems Journal». Статья касалась усовершенствования памяти в разрабатываемой модели 85 из серии IBM System/360. Редактор журнала Лайл Джонсон попросил придумать более описательный термин, нежели «высокоскоростной буфер», но из-за отсутствия идей сам предложил слово «cache». Статья была опубликована в начале 1968 года, авторы были премированы IBM, их работа получила распространение и впоследствии была улучшена, а слово «кэш» вскоре стало использоваться в компьютерной литературе как общепринятый термин.

Функционирование

Отображение кэша памяти ЦПУ в основной памяти.

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 применяется ЦПУ, жёсткими дисками, браузерами, веб-серверами, службами DNS и WINS.

Кэш состоит из набора записей. Каждая запись ассоциирована с элементом данных или блоком данных (небольшой части данных), которая является копией элемента данных в основной памяти. Каждая запись имеет идентификатор, часто называемый тегом, определяющий соответствие между элементами данных в кэше и их копиями в основной памяти.

Когда клиент кэша (ЦПУ, веб-браузер, операционная система) обращается к данным, прежде всего исследуется кэш. Если в кэше найдена запись с идентификатором, совпадающим с идентификатором затребованного элемента данных, то используются элементы данных в кэше. Такой случай называется попаданием кэша . Если в кэше не найдена запись, содержащая затребованный элемент данных, то он читается из основной памяти в кэш, и становится доступным для последующих обращений. Такой случай называется промахом кэша . Процент обращений к кэшу, когда в нём найден результат, называется уровнем попаданий , или коэффициентом попаданий в кэш.

Например, веб-браузер проверяет локальный кэш на диске на наличие локальной копии веб-страницы, соответствующей запрошенному URL. В этом примере URL - это идентификатор, а содержимое веб-страницы - это элементы данных.

Если кэш ограничен в объёме, то при промахе может быть принято решение отбросить некоторую запись для освобождения пространства. Для выбора отбрасываемой записи используются разные алгоритмы вытеснения.

При модификации элементов данных в кэше выполняется их обновление в основной памяти. Задержка во времени между модификацией данных в кэше и обновлением основной памяти управляется так называемой политикой записи.

В кэше с немедленной записью каждое изменение вызывает синхронное обновление данных в основной памяти.

В кэше с отложенной записью (или обратной записью ) обновление происходит 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 два обращения к основной памяти: первое для записи заменяемых данных из кэша, второе для чтения необходимого элемента данных.

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

Аппаратная реализация

Кэш центрального процессора

Основная статья: Кэш процессора

В связи с ростом частоты, на которой функционируют процессоры, и повышением производительности подсистемы оперативной памяти (ОЗУ), узким местом вычислительной системы стал интерфейс передачи данных.

Кэш-память может давать значительный выигрыш в производительности в случае, когда тактовая частота ОЗУ значительно меньше тактовой частоты процессора. Ряд моделей процессоров обладают собственным кэшем для минимизации времени доступа к оперативной памяти (ОЗУ), которая медленнее, чем регистры (эти регистры и буферы ввода-вывода могут считаться кэшем нулевого уровня). Тактовая частота для кэш-памяти обычно ненамного меньше частоты ЦП.

В процессорах с поддержкой виртуальной адресации часто вводят небольшой быстродействующий буфер трансляций адресов (TLB). Его скорость важна, так как он опрашивается на каждом обращении в память.

Проблема синхронизации между различными кэшами (как одного, так и множества процессоров) решается когерентностью кэша.

Существует три варианта обмена информацией между кэш-памятью различных уровней, или, как говорят, кэш-архитектуры: инклюзивная, эксклюзивная и неэксклюзивная.

Эксклюзивная кэш-память предполагает уникальность информации, находящейся в различных уровнях кэша (предпочитает фирма AMD).

В неэксклюзивной кэши могут вести себя как угодно.

Уровни кэша

Кэш центрального процессора разделён на несколько уровней. Максимальное количество кэшей - четыре. В универсальном процессоре в настоящее время число уровней может достигать трёх. Кэш-память уровня N+1, как правило, больше по размеру и медленнее по скорости доступа и передаче данных, чем кэш-память уровня N.

• Самым быстрым является кэш первого уровня - L1 cache (level 1 cache). По сути, он является неотъемлемой частью процессора, поскольку расположен на одном с ним кристалле и входит в состав функциональных блоков. В современных процессорах обычно L1 разделен на два кэша - кэш команд (инструкций) и кэш данных (Гарвардская архитектура). Большинство процессоров без L1 не могут функционировать. L1 работает на частоте процессора, и, в общем случае, обращение к нему может производиться каждый такт. Зачастую является возможным выполнять несколько операций чтения/записи одновременно.

• Вторым по быстродействию является кэш второго уровня - L2 cache, который обычно, как и L1, расположен на одном кристалле с процессором. В ранних версиях процессоров L2 реализован в виде отдельного набора микросхем памяти на материнской плате. Объём L2 от 128 кбайт до 1−12 Мбайт. В современных многоядерных процессорах кэш второго уровня, находясь на том же кристалле, является памятью раздельного пользования - при общем объёме кэша в n Мбайт на каждое ядро приходится по n/c Мбайта, где c - количество ядер процессора.

• Кэш третьего уровня наименее быстродействующий, но он может быть очень большим - более 24 Мбайт. L3 медленнее предыдущих кэшей, но всё равно значительно быстрее, чем оперативная память. В многопроцессорных системах находится в общем пользовании и предназначен для синхронизации данных различных L2.

• Существует четвёртый уровень кэша, применение которого оправдано только для многопроцессорных высокопроизводительных серверов и мейнфреймов. Обычно он реализован отдельной микросхемой.

Ассоциативность кэша

Одна из фундаментальных характеристик кэш-памяти - уровень ассоциативности - отображает её логическую сегментацию, которая вызвана тем, что последовательный перебор всех строк кэша в поисках необходимых данных потребовал бы десятков тактов и свёл бы на нет весь выигрыш от использования встроенной в ЦП памяти. Поэтому ячейки ОЗУ жёстко привязываются к строкам кэш-памяти (в каждой строке могут быть данные из фиксированного набора адресов), что значительно сокращает время поиска.

При одинаковом объёме кэша схема с большей ассоциативностью будет наименее быстрой, но наиболее эффективной (после четырёхпотоковой реализации прирост «удельной эффективности» на один поток растет мало).

Кэширование внешних накопителей

Многие периферийные устройства хранения данных используют внутренний кэш для ускорения работы, в частности, жёсткие диски используют кэш-память от 1 до 64 Мбайт (модели с поддержкой NCQ/TCQ используют её для хранения и обработки запросов), устройства чтения CD/DVD/BD-дисков также кэшируют прочитанную информацию для ускорения повторного обращения.

Операционная система также использует часть оперативной памяти в качестве кэша дисковых операций (например, для внешних устройств, не обладающих собственной кэш-памятью, в том числе жёстких дисков, flash-памяти и гибких дисков). Часто для кэширования жёстких дисков предоставляется вся свободная (не выделенная процессам) оперативная память.

Применение кэширования внешних накопителей обусловлено следующими факторами:

1. скорость доступа процессора к оперативной памяти в сотни и более раз больше, чем к памяти внешних накопителей;
2. производительность дисковых устройств хранения (жесткие, гибкие, оптические диски) максимальна при чтении-записи нескольких последовательно расположенных блоков и значительно уменьшается при одиночных запросах в разные места диска, что связано с инерцией механического привода головки.
3. крайне неравномерная частота обращения к различным блокам памяти внешних накопителей:
   1. использование части блоков несколькими процессами одновременно, по чтению и записи (например, в базах данных)
   2. очень частое чтение части блоков (индексные файлы, каталоги в файловой системе)
   3. очень частая запись части блоков (файлы логов, журналов, баз данных; метаданные файловой системы).

При чтении кэш позволяет прочитать блок один раз, затем хранить одну копию блока в оперативной памяти для всех процессов и выдавать содержимое блока «мгновенно» (по сравнению с запросом к диску). Существует техника «предзапроса» - в фоновом режиме операционной системой считываются в кэш также несколько следующих блоков (после нужного).

При записи кэш позволяет сгруппировать короткие записи в более крупные, которые эффективнее обрабатываются накопителями, либо избежать записи промежуточных модификаций. При этом все промежуточные состояния блока видны процессам из оперативной памяти.

Кэширование внешних устройств хранения значительно увеличивает производительность системы за счёт оптимизации использования ввода-вывода. Преимуществом технологии является прозрачная (незаметная для программ) автоматическая оптимизация использования памяти-дисков при неизменности логики приложений, работающих с файлами.

Недостатком кэширования записи является промежуток времени между запросом на запись от программы и фактической записью блока на диск, а также изменение порядка выполнения записей, что может приводить к потерям информации или несогласованности структур при сбое питания или зависании системы. Данная проблема сглаживается принудительной периодической синхронизацией (записью изменённых строк кэша) и журналированием файловых систем.

Программная реализация

Политика записи при кэшировании

При чтении данных кэш-память даёт однозначный выигрыш в производительности. При записи данных выигрыш можно получить только ценой снижения надёжности. Поэтому в различных приложениях может быть выбрана та или иная политика записи кэш-памяти.

Существуют две основные политики записи кэш-памяти - сквозная запись (write-through) и отложенная запись (write-back):

1. Сквозная запись - запись производится непосредственно в основную память (и дублируется в кэш), то есть запись не кэшируется.
2. Отложенная запись - запись данных производится в кэш. Запись же в основную память производится позже (при вытеснении или по истечении времени), группируя в одной операции несколько операций записи в соседние ячейки. Технология обратной записи на некоторое время делает данные в основной памяти неактуальными, для самого ЦП эти неактуальности не заметны, но перед обращением к памяти другого ведущего системной шины (контроллера DMA, bus-master-устройства шины PCI) кэш должен быть записан в память принудительно. При использовании обратной записи в многопроцессорной системе кэши различных ЦП должны быть согласованы (или процессоры должны использовать одну кэш-память).

Алгоритм работы кэша с отложенной записью

Изначально все заголовки буферов помещаются в список свободных буферов. Если процесс намеревается прочитать или модифицировать блок, то он выполняет следующий алгоритм:

1. пытается найти в хеш-таблице заголовок буфера с заданным номером;
2. в случае, если полученный буфер занят, ждёт его освобождения;
3. в случае, если буфер не найден в хеш-таблице, берёт первый буфер из хвоста списка свободных;
4. в случае, если список свободных буферов пуст, то выполняется алгоритм вытеснения (см. ниже);
5. в случае, если полученный буфер помечен как «грязный», выполняет асинхронную запись содержимого буфера во внешнюю память.
6. удаляет буфер из хеш-таблицы, если он был помещён в неё;
7. помещает буфер в хеш-таблицу с новым номером.

Процесс читает данные в полученный буфер и освобождает его. В случае модификации процесс перед освобождением помечает буфер как «грязный». При освобождении буфер помещается в голову списка свободных буферов.

Таким образом:

1. если процесс прочитал некоторый блок в буфер, то велика вероятность, что другой процесс при чтении этого блока найдёт буфер в оперативной памяти;
2. запись данных во внешнюю память выполняется только тогда, когда не хватает «чистых» буферов, либо по запросу.

Алгоритм вытеснения

Основная статья: Алгоритмы кэширования

Если список свободных буферов пуст, то выполняется алгоритм вытеснения буфера. Алгоритм вытеснения существенно влияет на производительность кэша. Существуют следующие алгоритмы:

1. LRU (англ. Least Recently Used ) - вытесняется буфер, неиспользованный дольше всех;
2. MRU (англ. Most Recently Used ) - вытесняется последний использованный буфер;
3. LFU (англ. ) (англ. Least Frequently Used ) - вытесняется буфер, использованный реже всех;
4. ARC (англ. ) (англ. Adaptive Replacement Cache ) - алгоритм вытеснения, комбинирующий LRU и LFU, запатентованный IBM.

Применение того или иного алгоритма зависит от стратегии кэширования данных. LRU наиболее эффективен, если данные гарантированно будут повторно использованы в ближайшее время. MRU наиболее эффективен, если данные гарантированно не будут повторно использованы в ближайшее время. В случае, если приложение явно указывает стратегию кэширования для некоторого набора данных, то кэш будет функционировать наиболее эффективно.

Кэширование, выполняемое операционной системой

Кэш оперативной памяти состоит из следующих элементов:

1. набор страниц оперативной памяти, разделённых на буферы, равные по длине блоку данных соответствующего устройства внешней памяти;
2. набор заголовков буферов, описывающих состояние соответствующего буфера;
3. хеш-таблицы, содержащей соответствие номера блока заголовку;
4. списки свободных буферов.

Кэширование интернет-страниц

В процессе передачи информации по сети может использоваться кэширование интернет-страниц - процесс сохранения часто запрашиваемых документов на (промежуточных) прокси-серверах или машине пользователя, с целью предотвращения их постоянной загрузки с сервера-источника и уменьшения трафика. Таким образом, информация перемещается ближе к пользователю. Управление кэшированием осуществляется при помощи HTTP-заголовков.

Как вариант, кэширование веб-страниц может осуществляться с помощью CMS конкретного сайта для снижения нагрузки на сервер при большой посещаемости. Кэширование может производиться как в память, так и в файловый кэш. Недостаток кэширования заключается в том, что изменения, внесенные на одном браузере, могут не сразу отражаться в другом браузере, в котором данные берутся из кэш-памяти.

Кэширование результатов работы

Многие программы записывают куда-либо промежуточные или вспомогательные результаты работы, чтобы не вычислять их каждый раз, когда они понадобятся. Это ускоряет работу, но требует дополнительной памяти (оперативной или дисковой). Примером такого кэширования является индексирование баз данных.

Что такое кэш-память? Что такое кэш для "Андроид"

В этой статье будет рассказано, что такое кэш и какие существуют виды. Этот вопрос часто задают пользователи компьютера, которые не до конца понимают значение этого термина. Существует несколько видов кэш-памяти на разных устройствах. Она является неотъемлемой частью компьютера и просто необходима ему для качественной работы. В статье будут детально описаны отличия и рассказано о том, когда кэш стоит очищать и к чему это приведет.

Что такое кэш-память?

Кэш- это участок памяти, забранный с жесткого диска, в котором хранится информация, наиболее часто необходимая процессору вашего устройства. Он помогает упростить работу процессора в тех случаях, когда ему необходимо долго искать или загружать информацию. Проще говоря, эта информация, которая хранится очень близко к самому процессору. То есть устройство помещает в хранилище информацию или же команды, которые используются наиболее часто, это позволяет устройству находить быстрее требуемый материал. Кэш может быть разным. Допустим, существует кэш компьютера, браузера, смартфона. Чаще всего устройство помещает в этот участок памяти обработанную информацию для того, чтобы не обрабатывать её повторно и не тратить лишнее время. Что такое кэш-память, теперь понятно. Посмотрим, где она используется.

Что такое кэш компьютера?

Компьютер имеет оперативную память, которую он использует для оптимизации работы. Кэш-память в компьютере является буфером между процессором и оперативной памятью. Она расположена недалеко от самого процессора, поэтому ему быстрее использовать информацию, заложенную в ней, нежели добираться к оперативной.

Пример работы

Можно привести пример работы кэш-памяти, чтобы правильно понять её суть. Человеку требуется узнать номера телефонов, которые он не помнит. Найти телефоны в справочнике будет равноценно тому, как процессор ищет информацию в оперативной памяти. Если эти номера телефонов будут записаны на отдельном листе, человеку удастся быстро узнать их без поиска в справочнике. Вот этот листок является примером кэш-памяти. Компьютер автоматически загружает туда информацию, которая часто может стать полезной. Это, конечно же, сильно оптимизирует работу компьютера, за счет этого повышается его производительность.

Кэш браузера

Браузер также использует кэш-память. Он загружает туда информацию, картинки, звуки и другое. Это можно заметить по тому, как браузер быстрее открывает сайт, на который вы часто заходите, нежели тот, на какой попали в первый раз. Это происходит, потому что браузер "понимает", что этот сайт часто посещается вами, и для того, чтобы каждый раз не загружать информацию с него и не тратить на это время, он сохраняет её в кэш-память, чтобы оптимизировать работу и сэкономить время. Для этого временного хранилища браузер использует место на жестком диске. Размер кэша браузера можно настроить в самом браузере. Но стоит помнить, что если он заполнит информацией все место, то новая информация будет загружаться туда способом вытеснения старой, которая не используется. Кэш браузера можно легко очистить, если вы не считаете его нужным.

Кэш для игр на "Андроид"

Пользователи смартфонов "Андроид" часто задаются вопросом о том, что такое кэш для "Андроид". Чаще всего он требуется для игры с трехмерной графикой, которая требует большего пространства для дополнительных материалов. Иногда для игр он скачивается самостоятельно при входе в игру. Используя интернет, игра самостоятельно загружает требуемую ей информацию и помещает её в хранилище. Но иногда случается так, что кэш для игры нужно поместить в хранилище самостоятельно. Сделать это можно, следуя инструкции к установке игры. Чаще всего игра с кэшем устанавливается следующим образом. Установочный файл помещается в любое место на вашем устройстве, ведь этот файл требуется просто установить. Кэш, в свою очередь, должен быть помещен в специально отведённое место на вашем смартфоне, для того чтобы во время запуска игры он начал считывать информацию с нужного места. Если кэш расположен там, где нужно, игра будет спокойно функционировать. Место, куда нужно его копировать, указано в описании игры.

Что значит "очистить кэш"?

Что такое "очистить кэш", знает не так много людей. Это означает удалить всю накопившуюся информацию на вашем устройстве, нужную для оптимизации работы компьютера. Делать это нужно только в том случае, если это крайне необходимо. Допустим, после удаления кэша браузера, сайты, которыми вы постоянно пользуетесь, будут загружаться немного дольше. Ведь ему нужно будет заново загрузить всю информацию, находящуюся на сайте. После удаления кэша на смартфоне игры, которые его требуют, не смогут запуститься без этих материалов.

Человек должен понимать, что такое почистить кэш, и знать, к чему это может привести. Конечно, иногда случаются ситуации, когда очистить его необходимо. Это может быть связано с переполнением памяти или же неполадок, к которым он может привести. Иногда случается, что кэш может мешать работе компьютера. За этим необходимо следить. Программа CCleaner способна найти в системе тот кэш, в котором вы не нуждаетесь, и удалить его. Эта программа сильно помогает оптимизировать работу компьютера. Она может проверить ваш компьютер на ошибки, очистить системный реестр, а также выставить автозагрузку программ при запуске компьютера. Это тоже можно назвать немаловажной функцией. Ведь часто программы, которые мы скачиваем с интернета, автоматически загружаются при запуске "Виндовс". Если большое количество таких программ загружается во время старта компьютера, это может занимать много времени при включении. Это легко может исправить программа CCleaner, вы сами сможете выставить автозапуск программ, в которых нуждаетесь, а какие вам не нужны при запуске системы. Когда вы уже знаете, что такое очистить кэш, нужно детально узнать причины, зачем нужно это делать.

Зачем чистить кэш?

Одна из причин, почему эту память необходимо очищать, - это свободное место на диске. Особенно это касается людей, которые имеют несколько браузеров. Каждый браузер для своего личного кэша будет забирать пространство с вашего жесткого диска, это может существенно сказаться на памяти. Также он сохраняет оформление сайтов. Допустим, если вы заходили на сайт, ваш браузер сохранит его оформление. И после вышедшего нового оформления вы не сможете его увидеть, так как вам будет показано оформление, сохраненное в вашем кэше. Кроме того, он также сохраняет историю посещений сайтов. Если вы не желаете, чтобы кто-то мог посмотреть сайты, которые вы посещаете, вы также можете его очистить. Удалить лишний кэш с вашего смартфона также будет полезно. Часто игры при удалении его оставляют. Поэтому на вашем телефон может оставаться кэш игры, которой уже нет на компьютере, и этим забирать достаточно много памяти. Учитывая то, что смартфон имеет не так много памяти, как компьютер, это играет большую роль. Надеемся, эта статья дала вам общие понятия и помогла ответить на вопрос о том, что такое кэш.

$. Средства кэширования

В начале этой главы обсуждается, что представляют из себя средства кэширования современных микропроцессоров. Далее рассматриваются разнообразные схемы построений кэшей данных, таблиц TLBиVHPT. А в заключении рассматриваются инструменты управления кэшированием.

$.1 Средства кэширования современных микропроцессоров

В переводе слово кэш (cache) означает «кошелек», «тайный склад», «тайник» («заначка»). Характеристика таинственности происте­кает из того, что все средства кэширования прозрачны для программы – программа не видит, проходит ли информация через них или нет. К средствам кэширования относятся: до трех уровней кэша инструкций и данных (L1Cache,L2CacheиL3Cache), кэш трассировки (TC –TraceCache), буферы ассоциативной трансляции (TLB –TranslationLook-asideBuffer) блока страничной переадресации, таблица виртуальных хэш страниц (VHPT –VirtualHashPageTable) и буферы записи.

Программа - потребитель информации

Основная память – не быстрая, но дешёвая

Рис.$.0. Место средств кэширования в процедуре обработке информации.

Средства кэширования является дополнительным быстродействую­щим хранилищем копий блоков информации из основной памяти, вероятность обращения к которым в ближайшее время велика (рис.$.0). Они не добавляют адресуемой области памяти, программа не может обратиться к ним явно, но операционная система имеет инструменты управления средствами кэширования.

$.1. Принципы кэширования памяти

В компьютерах, основная память реализуется на относительно медленной динамической памяти (DRAM), обращение к ней приводит к простою процессора – появляются такты ожидания (waitstates). Статическая память (SRAM), построенная, как и процессор, на транзисторных ячейках, по своей природе способна догнать современные процессоры по быстродействию и сделать ненужными такты ожидания (или хотя бы сократить их количество). Кроме того, доступ к основной памяти (расположенной вне процессора) происходит через системную шину, скоростные возможности которой существенно ограничены. Есть и другие ограничения препятствующие тому, чтобы сделать всю память быстродействующей:

чем быстрее память, тем она дороже (причем зависимость экспоненциальная),

чем быстрее память, тем она больше выделяет тепла, а значит, её следует снабжать специальными средствами теплоотвода и располагать подальше от накаляющегося во время работы микропроцессора,

чем быстрее работает шина связи, тем короче она должна быть (из-за взаимных наводок и по причине ограниченности скорости света).

Разумным компромиссом для построения экономичных и производительных систем явился иерархический способ организации оперативной памяти. Идея заключается в следующем сочетании:

основная память большого объема работает относительно медленно и связана с процессором относительно медленной общей шиной,

внешняя кэш-память третьего уровня (L3) существенно меньше, но работает быстрее и связана с процессором более быстрой шиной,

расположенная внутри процессора, кэш-память второго уровня (L2), она еще меньше, но работает почти на частоте процессора и достаточно быстро,

быстродействующая маленькая кэш-память первого уровня (L1), она тесно интегрирована в процессор.

Кэш не может хранить копию всей основной памяти, поскольку его объем во много раз меньше основной памяти. Он хранит лишь ограниченное количество блоков данных и каталог (cachedirectory) – список их текущего соответствия областям основной памяти. Кроме того, кэшироваться может не вся память, доступная процессору (либо из-за того, что так построен кэш данного уровня, либо потому, что так задано операционной системой).

При каждом обращении к памяти контроллер кэш-памяти по каталогу проверяет, есть ли действительная копия затребованных данных в кэше. Если она там есть, то это случай кэш-попадания (cachehit), и данные берутся из кэш-памяти. Если действительной копии там нет, это случайкэш-промаха (cachemiss), и данные берутся из основной памяти. В соответствии с алгоритмом кэширования блок данных, считанный из основной памяти, при определенных условиях заместит один из блоков кэша. От интеллектуальности алгоритма замещения зависит процент попаданий и, следовательно, эффективность кэширования. Поиск блока в списке должен производиться достаточно быстро, чтобы «задумчивостью» в принятии решения не свести на нет выигрыш от применения быстродействующей памяти. Обращение к основной памяти может начинаться одновременно с поиском в каталоге, а в случае попадания - прерываться (архитектураLook-aside). Это экономит время, но лишние обращения к основной памяти ведут к увеличению энергопотребления. Другой вариант: обращение к внешней памяти начинается только после фиксации промаха (архитектураLookThrough), при этом теряется, по крайней мере, один такт процессора, зато экономится энергия.

В современных компьютерах кэш обычно строится по двухуровневой схеме. Кэш первого уровня (L1Cache) встроен во все процессоры 486+; это внутреннийкэш. Объем этого кэша невелик (8-32 Кбайт). Чтобы повысить производительность, для данных и команд часто используется раздельный кэш (так называемая Гарвардская архитектура – противоположность Принстонской, использующей общую память для команд и данных). Кэш второго уровня (L2Cache) для процессоров 486 иPentiumявляется внешним (устанавливается на системной плате), а уP6+ располагается в одной упаковке с ядром и подключается к специальной внутренней шине процессора.

Кэш-контроллер должен обеспечивать когерентность (coherency) – согласованность данных кэш-памяти обоих уровней с данными в основной памяти, при том условии, что обращение к этим данным может производиться не только процессором, но и другими активными (busmaster) адаптерами, подключенными к шинам (PCI,VLB,ISAи т. д.). Следует также учесть, что процессоров может быть несколько, и у каждого может быть свой внутренний кэш.

Контроллер кэша оперирует строками (cacheline) фиксированной длины. Строка может хранить копию блока основной памяти, размер которого, естественно, совпадает с длиной строки. С каждой строкой кэша связана информация об адресе скопированного в нее блока основной памяти и ее состоянии. Строка может бытьдействительной (valid) – это означает, что в текущий момент времени она достоверно отражает соответствующий блок основной памяти, или недействительной. Информация о том, какой именно блок занимает данную строку (т.е. старшая часть адреса или номер страницы), и о её состоянии называетсятегом (tag) и хранится в связанной с данной строкой ячейке специальнойпамяти тегов (tagRAM). В операциях обмена с основной памятью обычно строка участвует целиком (несекторированный кэш), для процессоров 486 и выше длина строки совпадает с объемом данных, передаваемых за один пакетный цикл (для 486 - это 4х4=16 байт, дляPentium- 4х8=32 байт). Возможен и вариант секторированного (sectored) кэша, при котором одна строка содержит несколько смежных ячеек –секторов ,размер которых соответствует минимальной порции обмена данных кэша с основной памятью. При этом в записи каталога, соответствующей каждой строке, должны храниться биты действительности для каждого сектора данной строки. Секторирование позволяет экономить память, необходимую для хранения каталога при увеличении объема кэша, поскольку большее количество бит каталога отводится под тег, и выгоднее использовать дополнительные биты действительности, чем увеличивать глубину индекса (количество элементов) каталога.

Строки кэша под отображение блока памяти выделяются при промахах операций чтения, в P6 строки заполняются и при записи. Запись блока, не имеющего копии в кэше, производится в основную память (для повышения быстродействия запись может производиться через буфер отложенной записи). Поведение кэш-контроллера при операции записи в память, когда копия затребованной области находится в некоторой строке кэша, определяется его алгоритмом, или политикой записи(WritePolicy). Существуют две основных политики записи данных из кэша в основную память:сквозная запись WT (WriteThrough) иобратная (отложенная) запись WB (WriteBack).

Политика WT предусматривает одновременное выполнение каждой операции записи (даже однобайтной), попадающей в кэшированный блок, в строку кэша и в основную память. При этом процессору при каждой операции записи придется выполнять относительно длительную запись в основную память. Алгоритм достаточно прост в реализации и легко обеспечивает целостность данных за счет постоянного совпадения копий данных в кэше и основной памяти. Для него не нужно хранить признаки присутствия и модифицированности – вполне достаточно только информации тега (при этом считается, что любая строка всегда отражает какой-либо блок, а какой именно – указывает тег). Но эта простота оборачивается низкой эффективностью записи. Существуют варианты этого алгоритма с применением отложенной буферизованной записи, при которой данные в основную память переписываются через FIFO-буфер во время свободных тактов шины.

Политика WB позволяет уменьшить количество операций записи на шине основной памяти. Если блок памяти, в который должна производиться запись, отображен в кэше, то физическая запись сначала будет произведена в эту действительную строку кэша, которая отмечается какгрязная (dirty), или модифицированная, то есть требующая выгрузки в основную память. Только после этой выгрузки (записи в основную память) строка станетчистой (clean), и ее можно будет использовать для кэширования других блоков без потери целостности данных. В основную память данные переписываются только целой строкой. Эта выгрузка контроллером может откладываться до наступления крайней необходимости (обращение к кэшированной памяти другим абонентом, замещение в кэше новыми данными) или выполняться в свободное время после модификации всей строки. Данный алгоритм сложнее в реализации, но существенно эффективнее, чем WT. Поддержка системной платой кэширования с обратной записью требует обработки дополнительных интерфейсных сигналов для выгрузки модифицированных строк в основную память, если к этой области производится обращение со стороны таких контроллеров шины, как другие процессоры, графические адаптеры, контроллеры дисков, сетевые адаптеры и т.п.

В зависимости от способа определения взаимного соответствия строки кэша и области основной памяти различают три архитектуры кэш-памяти: кэш прямого отображения (direct-mappedcache),полностью ассоциативный кэш (fullyassociativecache) и их комбинация–наборно-ассоциативный кэш (set-associativecache).

Что значит кэшировано

что значит кэшировано? кэшировано1700мб (показывает в диспечере задач) это много? мало? плохо? хорошо? на компе 4 гб стоит если что. объяснять попроще если можно))

Сергей сманьков

В данном случае это объем оперативной памяти который размещен в файле подкачки. Это не плохо, но с винчестера обмен данными происходит медленнее чем с физической памяти.
Попробуйте совсем отключить файл подкачки, проверьте будет ли быстрее работать. Но если отключить его то рискуете не поиграть в некоторые игры, потом можно просто вернуть как было.

Serafim benzak

Разумеется. Свободная память совершенно бесполезна. Отсюда общее правило: чем меньше свободной памяти - тем лучше. Подумайте сами. Если память свободна, значит она не используется. А проку от чего-то, что не используется, нет никакого. Поэтому любая нормальная операционная система старается свободной памяти не оставлять. Сколько бы её ни было (хоть терабайт), она вся будет со временем использована. При этом, исполняющиеся в данный момент процессы, могут занимать только небольшую часть этой памяти. Для большинства процессов, объем, который они занимают, от объема ОЗУ вообще не зависит, однако некоторые, такие как браузеры, при запуске на системах с большим объемом памяти, запрашивают для себя память у системы с запасом. Чтобы иметь возможность хранить в ОЗУ большее количество открытых страниц и мультимедийных данных.
Естественно, возникает вопрос: куда система распределяет остальную память? Ответ прост. На буферы и кэш (часто встречается ошибочный вариант написания "буфера").
Для чего нужны буферы? Чтобы ускорить операции записи (обычно на диск). Если Вы даете команду скопировать файл, он читается и помещается в буфер отложенной записи. А Вам сообщается, что команда выполнена (хотя на самом деле ничего еще не записано) и Вы можете продолжать работу. С определенной периодичностью, составляющую в Linux по умолчанию 10 секунд, хотя можно задать любую, буферы сбрасываются на диск.
Или буферы сбрасываются раньше, при достижении ими определенного размера. Это тоже понятно. Допустим, у Вас два HDD и Вы хотите переместить ОГРОМНЫЙ файл с первого на второй.
Чтение традиционно более быстрая операция, чем запись, поэтому при бесконечном буфере у Вас файл будет прочитан в него задолго до того, как содержимое буфера окажется записано на второй диск.
Программа, получив от операционной системы сообщение об успешном копировании файла (которое выдается после окончания чтения файла в буфер), со спокойной совестью удаляет оригинал, который больше не нужен, раз у Вас есть копия. И в этот момент электрик дергает рубильник....
Итак, чтобы минимизировать возможные потери, размеры буферов ограничены.
Как использовать оставшуюся память? Да очень просто! В тот момент, когда Вы читаете какой-то файл с диска, его копия сохраняется в кэш-памяти. Поэтому повторное чтение того же файла происходит мгновенно.
Мало того. Если операционная система поддерживает технологию "execute in place", при запуске программы на выполнение не нужно тратить время на копирование команд и данных процесса в оперативную память. Управление передается непосредственно файлу на диске. Без считывания его в ОЗУ. Действительно, зачем два раза выполнять одну и ту же работу? Ведь при обращении к файлу он в любом случае окажется в кэше. А кэш - это и есть ОЗУ.
Какой размер операционная система выделяет под кэш? Ответ прост: всю, которую найдет.
Если память понадобится процессу, система просто отдаст ему кусок памяти занятой кэшем. Эта операция выполняется крайне быстро, но, тем не менее, операционная система учитывает, что могут существовать программы, которые будут требовать у неё память десятки тысяч раз в секунду. Понятно, что таким образом можно запрашивать только очень маленькие объемы. Даже если просить, скажем, всего один мегабайт, то за десять тысяч запросов объем вырастет до величин, бОльших объема физически установленного ОЗУ на большинстве домашних компьютеров.
Поэтому, для удовлетворения таких (частых, но мелких) запросов достаточно зарезервировать пару процентов ОЗУ и не больше.

Кэшировано что означает

Добрая душа

Кэшировано -- объем оперативной памяти, который не используется запущенными программами, занятый кэшированными данными с диска. Это ускоряет процесс запуска программ и открытия документов. При необходимости это память освобождается.
КЭШ-это хранилище, содержащее данные, которые наиболее часто используются в работе. Кэш может быть и у жесткого диска, и у процессора, и у браузера. Для сравнения: собираясь ремонтировать плату, я кладу рядом с собой, на коврик справа, паяльник, отвертку и пинцет, ибо знаю, что они нужны в первую очередь. Остальные инструменты лежат на полу в ящике. Я их достаю по мере надобности. Так вот мой коврик справа и есть КЭШ. Система тоже знает, какие файлы или данные ей понадобятся в первую очередь и при загрузке помещает их в кэш.

Каждый человек, часто пользующийся различными гаджетами так или иначе встречался с понятиями «Кэш» и «Кэширование данных». Может быть он слышал об этих понятиях, может он даже знает, что они означают, но, даже если он слышит о них впервые, он всё равно уже имел опыт использования кэшированных данных, но не знает этого.

В этой статье мы подробно разберёмся в что такое кэшированные данные. Какое применение они нашли в смартфонах, каким целям служат и как с ними взаимодействовать. Можно ли удалять кэш и как это делать. Зачем это нужно делать и что будет если их не удалять.

Так что же такое кэш?

Кэшированные данные или кэш - это промежуточный буфер с быстрым доступом, в котором содержится информация, которая в любой момент может быть запрошена. Иными словами, кэш - это данные, которые сохраняются устройством в физической памяти с возможностью дальнейшего быстрого доступа.

Для того, чтобы понять это, рассмотрим кэширование на конкретном примере. Допустим, вы являетесь пользователем какой-либо социальной сети, зайдя в свою ленту новостей, вы увидели там новую красивую картинку с изображением горного пейзажа, но эта картинка очень долго не могла загрузиться.

Когда она наконец загрузилась, и вы налюбовались ей, то вы закрыли социальную сеть на своём смартфоне и ушли на некоторое время. Спустя час, вы снова открыли социальную сеть и в ленте новостей снова увидели эту же самую картинку. В этот раз картинка загрузилась гораздо быстрее.

Ускорение загрузки картинки во второй раз как раз и обусловлено кэшированием данных. Дело в том, что при первой загрузке картинка загружалась из интернета, что и потребовало время, но после того, как картинка загрузилась, устройство оставило о ней некоторые данные в виде кэша.

Эти данные и были использованы при второй загрузки. Что и привело к её ускорению. Этот пример кэширования данных очень часто встречается на практике, но обычно его не замечают.

Для чего используется кэширование данных

Как стало понятно из приведённого выше примера, кэширование данных приводит к увеличению скорости загрузки уже просмотренных страниц. Однако социальные сети в смартфоне далеко не единственный пример кэширования данных.

Кэш есть у каждого приложения, он также способствует его ускоренной загрузке.

Проблемы кэширования данных

Помимо неоспоримых плюсов у кэширования данных есть также и минусы. Главным минусом является то, что кэш занимает в памяти устройства. Эта проблема наиболее актуальна для смартфонов, не обладающих большими запасами памяти. Пользователь устройства может и не заметить, как у него закончится память.

Для смартфонов с большим запасом памяти кэширование данных может привести к тому, что приложения будут тормозить. Для решения этой проблемы можно очистить кэш приложения.

Как осуществляется удаление кэша приложения

Существует два метода, позволяющие избавиться от кэшированных данных приложения.

1. Ручной метод.
2. Автоматический метод.

Чтобы воспользоваться ручным методом, нужно зайти в настройки приложения, кэш которого хотите удалить, и путём нехитрых манипуляций очистить его кэш, однако у этого метода есть существенный недостаток, который заключён в том, что могут остаться другие кэшированные данные в другом месте.

Самый универсальный метод - это автоматический метод для того, чтобы им воспользоваться нужно скачать специализированное приложение, которых полно в интернете. Приложение само найдёт все источники кэшированных данных и удалит их. Этот метод не обладает существенными минусами, кроме того, что придётся устанавливать новое приложение.

К чему может привести удаление кэша

Удаление кэшированных данных не приведёт ни к каким страшным последствиям, оно лишь освободит место в памяти устройства.

Единственным отрицательным последствием является то, что скорость загрузки приложений может снизиться, но это продлится не долго, до того момента, когда создастся новый кэш.

Подведение итогов

Из всего сказанного выше становится ясно, что кэш или кэшированные данные - это данные, которые ваше устройство сохранило в своей памяти , чтобы увеличить скорость загрузки приложений.

Однако, память устройства не безгранична, и нужно следить за тем, чтобы кэшированные данные не занимали слишком много места. Для того, чтобы этого не случалось надо регулярно проводить чистку памяти устройства от мусора, что положительно сказывается на его стабильности и работоспособности.

Удаление кэшированных данных не способно каким-либо образом навредить системе, разве что замедлить загрузку приложений до создания новых кэшированных данных. В целом удаление кэша является полезной процедурой, которую нужно периодически проводить, чтобы поддерживать стабильность работы устройства.

Удаление кэша приложения может помочь в решении проблемы, связанной с работой этого приложения.

Диаграмма кэша памяти ЦПУ

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 применяется ЦПУ , жёсткими дисками , браузерами и веб-серверами .

Кэш состоит из набора записей. Каждая запись ассоциирована с элементом данных или блоком данных (небольшой части данных), которая является копией элемента данных в основной памяти. Каждая запись имеет идентификатор , определяющий соответствие между элементами данных в кэше и их копиями в основной памяти.

Когда клиент кэша (ЦПУ, веб-браузер, операционная система) обращается к данным, прежде всего исследуется кэш. Если в кэше найдена запись с идентификатором, совпадающим с идентификатором затребованного элемента данных, то используются элементы данных в кэше. Такой случай называется попаданием кэша . Если в кэше не найдено записей, содержащих затребованный элемент данных, то он читается из основной памяти в кэш, и становятся доступным для последующих обращений. Такой случай называется промахом кэша . Процент обращений к кэшу, когда в нём найден результат, называется уровнем попаданий или коэффициентом попаданий в кэш.

Например, веб-браузер проверяет локальный кэш на диске на наличие локальной копии веб-страницы, соответствующей запрошенному URL. В этом примере URL - это идентификатор, а содержимое веб-страницы - это элементы данных.

Если кэш ограничен в объёме, то при промахе может быть принято решение отбросить некоторую запись для освобождения пространства. Для выбора отбрасываемой записи используются разные алгоритмы вытеснения .

При модификации элементов данных в кэше выполняется их обновление в основной памяти. Задержка во времени между модификацией данных в кэше и обновлением основной памяти управляется так называемой политикой записи .

В кэше с немедленной записью каждое изменение вызывает синхронное обновление данных в основной памяти.

В кэше с отложенной записью (или обратной записью ) обновление происходит 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 два обращения к основной памяти: первое для записи заменяемых данных из кэша, второе для чтения необходимого элемента данных.

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

Кэш центрального процессора

Кэширование результатов работы

Многие программы записывают куда-либо промежуточные или вспомогательные результаты работы, чтобы не вычислять их каждый раз, когда они понадобятся. Это ускоряет работу, но требует дополнительной памяти (оперативной или дисковой). Примером такого кэширования является индексирование баз данных.