Программный кеш

Назначение кеша – ускорить доступ к (часто используемым) данным, которые хранятся в «медленных» репозиториях, путем помещения (необходимой) части данных в более быстрое хранилище (память).

Например, в современных микропроцессорах кэш работает автоматически (так называемый аппаратный кеш ) и ускоряет доступ к оперативной памяти компьютера. Дополнительный кеш управляется ядром операционной системы ( программный кеш ), находится в оперативной памяти и используется для хранения (часто используемых) данных, расположенных на жестком диске , тем самым ускоряя работу компьютера. Кеш веб-браузерасодержит ранее посещенные страницы (изображения и другие объекты), поэтому, если пользователь возвращается или следующая страница содержит те же элементы, их не нужно загружать по компьютерной сети , они предоставляются из кеша (RAM или жесткого диска).

Обычно он используется в качестве буфера для медленной (из-за скорости ОЗУ и ЦП) внешней памяти, типичным таким устройством является жесткий диск компьютера. Операционная система старается хранить информацию, с которой работает, чаще в быстрой оперативной памяти и при записи на диск в наиболее удобном порядке. Это устраняет необходимость в ненужных операциях чтения и записи на диске, которые на несколько порядков медленнее (вам нужно переместить головки и дождаться поворота диска в нужное место под головками).

Современные системы динамически распределяют кэш-память для дисков в соответствии с объемом свободной памяти и потребностями системы. Алгоритмы работы с дисковым кешем существенно влияют на скорость и производительность всей системы.

Недостатком использования кеша является риск, связанный с неожиданным отключением питания – состояние файлов данных на диске не всегда актуально и должно быть синхронизировано с содержимым кеша. По этой причине операционные системы требуют «выключения» перед выключением компьютера, то есть правильного выключения системы, которая (среди прочего) сохраняет содержимое дискового кэша в файлы на диске. По тем же причинам некоторые съемные носители в системах Unix необходимо «размонтировать» перед удалением. Это сообщает системе, что носитель больше не будет работать, и система синхронизирует кэш с файлами. Отключение также необходимо, например, в Windows XP, с «зеленым значком справа внизу», иначе может быть повреждено файловая системана съемных носителях, особенно если вы в данный момент работаете с носителями (копирование, редактирование, …).

Современные системы пытаются хотя бы частично устранить потенциальные проблемы с неожиданными отключениями электроэнергии с помощью журнала.