Im heutigen Artikel werden wir ein wenig über Caching sprechen. Genauer gesagt erkläre ich Ihnen, was der Browser-Cache ist, wozu er dient, welche Vor- und Nachteile seine Verwendung hat und wie Sie den Cache in den heute gängigen Browsern leeren. Fangen wir an!

Was ist Browser-Cache?

Im Internet finden Sie Definitionen, dass ein Cache ein dedizierter Speicherbereich ist oder dass es sich bei einem Cache um temporäre Dateien handelt, die auf der Festplatte des Computers gespeichert sind. Im Allgemeinen ist dies der Fall, aber die allgemeine und zugleich genaueste Definition von Cache im Allgemeinen und Browser-Cache im Besonderen findet sich meiner Meinung nach in Wikipedia. Es hört sich so an:

Der Cache ist ein Zwischenpuffer mit schneller Zugriff, die Informationen enthält, die am wahrscheinlichsten angefordert werden.

Was bedeutet das? Schauen wir uns diese Definition gleich am Beispiel des Internets und des Browsers an.

Also die Definition von „ Zwischenpuffer" impliziert, dass der Cache ein Vermittler zwischen etwas ist. Es gibt beispielsweise zwei Objekte: einen Browser auf unserem Computer und eine Website im Internet. Per Definition wird der Cache ein Vermittler zwischen ihnen sein.

Wie? Werfen wir einen Blick auf die Funktionsweise des Browsers.

Wenn wir auf eine Website zugreifen, lädt der Browser alle erforderlichen Daten von dem Server, auf dem sich diese Website befindet, auf unseren Computer herunter: HTML-Code Seiten, CSS-Styling-Datei, Mediendateien in Form von Bildern, Videos, Musik usw. und zeigt die Seite an. Dafür benötigen Sie Zeit und natürlich Internetverkehr. Es ist logisch anzunehmen, dass der Benutzer dieselbe Site von Zeit zu Zeit erneut besuchen kann und dann, um dieselben Seiten anzuzeigen, erneut dieselben Dateien wie beim ersten Mal herunterladen muss. Auch hier müssen Sie Zeit und Internetverkehr verschwenden. Aber es wäre dumm, das zu tun. Hier kommt der Zwischenpuffer, also der Browser-Cache, ins Spiel.

Wenn ein Browser zum ersten Mal eine Seite aus dem Internet herunterlädt, speichert er entweder die gesamte Seite oder einzelne Fragmente auf dem Computer in einem speziell dafür vorgesehenen Bereich auf der Festplatte. Und wenn der Benutzer das nächste Mal dieselbe Seite besuchen möchte, lädt der Browser nur die fehlenden Fragmente aus dem Internet herunter und holt den Rest aus dem Cache. Somit erfüllt der Browser-Cache zwei Funktionen:

• Reduzierung der Seitenladezeit. Da die Geschwindigkeit beim Herunterladen von Daten aus dem Internet langsamer ist als beim Herunterladen von Festplatte, wird die zwischengespeicherte Internetseite schneller im Browser geöffnet. Genau das verbirgt sich hinter der Definition von „Zwischenpuffer mit schnellem Zugriff“.
• Reduzierung des Internet-Verkehrsverbrauchs. Der Browser muss nicht mehr die gesamte Seite herunterladen, sondern nur noch die fehlenden Fragmente. Dadurch verringert sich die über das Internet übertragene Datenmenge, was wiederum die Belastung des Internetkanals verringert.

Dies sind die beiden Hauptfunktionen des Caches, die zweifellos die Vorteile dieser Technologie darstellen.

Nachteile des Cachings

Natürlich geht es nicht ohne sie. Und der erste Nachteil besteht darin, dass, wenn Sie den Browser-Cache längere Zeit nicht leeren oder die Größe des Ordners zum Speichern des Caches auf Ihrem Computer nicht begrenzen, dieser im Laufe der Zeit relativ viel Speicherplatz beanspruchen kann Platz auf Ihrer Festplatte. Der zweite, schwerwiegendere Nachteil der Webseiten-Caching-Technologie besteht darin, dass sie möglicherweise veraltete Daten enthält. Zum Beispiel, wenn von Zeit zu Zeit letzter Besuch Ihre Website hat sich geändert, ihr Design hat sich geändert oder einige Informationen wurden aktualisiert. Bei Ihrem nächsten Besuch werden Sie die Änderungen möglicherweise nicht sehen, da sie geladen werden alte Seite aus dem Cache.

Wenn Sie also bemerken, dass Websites falsch angezeigt werden oder Ihr Browser langsamer wird, kann es sich lohnen, den temporären Dateispeicher zu leeren.

So leeren Sie den Cache in Browsern

Jetzt schauen wir uns an, wie das in den gängigsten Webbrowsern geht.

So löschen Sie den Chrome-Browser-Cache

Öffnen Sie das Chrome-Menü in der oberen rechten Ecke des Browserfensters und wählen Sie „ Zusätzliche Werkzeuge„Wählen Sie im Untermenü „Daten auf angezeigten Seiten löschen.“ Oder Sie drücken die Tastenkombination „Strg+Umschalt+Entf“.

Die Seite „Einstellungen“ wird geöffnet und ein Popup-Fenster „Verlauf löschen“ wird angezeigt.

Wählen Sie den Zeitraum aus, für den Sie Daten löschen möchten, markieren Sie die erforderlichen Elemente. Sie können alles außer Passwörtern markieren und auf „Verlauf löschen“ klicken. Das war’s, wir haben den Cache in Chrome geleert.

So leeren Sie den Firefox-Browser-Cache

Öffnen Sie das Firefox-Menü in der oberen rechten Ecke und wählen Sie „Einstellungen“

Gehen Sie im Einstellungsfenster zur Registerkarte „Datenschutz“ und klicken Sie auf den Link „Löschen Sie Ihren aktuellen Verlauf“.

Das Fenster zum Löschen des Verlaufs wird geöffnet. Wählen Sie den Zeitraum aus und markieren Sie die erforderlichen Elemente. Alles kann notiert werden.

Klicken Sie dann auf „Jetzt löschen“.

Firefox-Cache geleert.

So leeren Sie den Opera-Cache

Gehen Sie zum Opera-Menü in der oberen linken Ecke und wählen Sie „Einstellungen“

Wählen Sie im sich öffnenden Fenster die Registerkarte „Sicherheit“ und wählen Sie „Browserverlauf löschen“.

Es erscheint ein Popup-Fenster „Browserverlauf löschen“.

Außerdem wählen wir den Zeitraum aus, für den wir Daten löschen möchten, und markieren die erforderlichen Kontrollkästchen. Klicken Sie dann auf „Browserverlauf löschen“

Opera-Cache wird geleert.

Internet Explorer 9 und höher.

Klicken Sie auf das Menüsymbol in der oberen rechten Ecke und wählen Sie „Internetoptionen“ aus der Dropdown-Liste

Klicken Sie im sich öffnenden Fenster auf der Registerkarte „Allgemein“ im Abschnitt „Browserverlauf“ auf „Löschen“.

Das Fenster „Browserverlauf löschen“ wird geöffnet.

Wir setzen die notwendigen Markierungen und klicken auf „Löschen“. Klicken Sie nach dem Leeren des Caches auf „OK“.

Cache Internet Explorer gelöscht

Ich hoffe, ich habe Ihnen geholfen und Sie wissen jetzt, was der Browser-Cache ist und wie Sie ihn in den meisten Fällen löschen können. moderne Browser. Hier beende ich diesen Artikel. Beste Wünsche! Bei Fragen willkommen in den Kommentaren!

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Moderne Browser sind so konzipiert, dass nahezu alle Informationen, die der Benutzer aus dem Internet anfordert, vom Browser auf der lokalen Festplatte Ihres Computers gespeichert werden. Dies geschieht, um nicht jedes Mal, wenn der Benutzer dies anfordert, dieselben Dateien herunterzuladen, d auf die der Benutzer bereits zugegriffen hat, viel schneller, da die meisten Dateien, aus denen die Webseite besteht, bereits auf den Computer heruntergeladen wurden. Wenn Sie die Seite erneut aufrufen, muss der Browser lediglich prüfen, ob sich Elemente seit dem letzten Zugriff geändert haben, und nur die geänderten Elemente neu laden. Solche Elemente können alles sein, was die Seiten einer Website ausmacht – Bilder, Text, Video, Ton.

Somit ist der Browser-Cache ein bestimmter Bereich auf der Festplatte, in dem Dateien gespeichert werden, die beim Betrachten von Webseiten aus dem Netzwerk heruntergeladen werden. Es ist notwendig, den Internetleiter regelmäßig zu reinigen. Im Folgenden erfahren Sie, wie Sie Ihren Browser-Cache leeren.

Da es alt ist, hat es normalerweise nur eine begrenzte Lautstärke unbenutzte Dateien werden während der Arbeit des Benutzers ständig durch neue ersetzt.

Übrigens ist das Konzept eines Caches recht weit gefasst und dieses Prinzip wird nicht nur in Browsern verwendet, sondern in diesem Artikel betrachten wir es nur in Bezug auf sie.

Warum brauchst du einen Cache?

Wie kann ein Cache also nützlich sein? Wenn alle Dateien, die ein Benutzer jemals angesehen hat, im Browser gespeichert sind, kann es sein, dass der Benutzer eine bestimmte Datei benötigt. Nachdem wir beispielsweise einmal ein Musikstück gehört oder einen Film online angesehen haben, möchten wir diese Datei möglicherweise für die wiederholte Verwendung speichern. Ich mache das sehr oft mit Musik – ich höre Musik online und kann die Songs, die mir gefallen, aus dem Browser-Cache „holen“ und sie zum wiederholten Anhören in meiner Musikbibliothek speichern. Das Gleiche lässt sich auch mit Videos machen.

Video: Was ist ein Cache, wozu dient er und wie löscht man den Browser-Cache?

Noch etwas interessante Verwendung Cache – Beschleunigen Sie das Laden von Webseiten. Da die meisten kleinen Dateien auf der Festplatte Ihres Computers gespeichert sind, dauert der erneute Zugriff auf diese Dateien im Cache immer noch einige Zeit – wenn auch viel schneller als das Herunterladen aus dem Netzwerk. Sie können den Cache aber trotzdem beschleunigen. Dazu müssen Sie den Browser-Cache im RAM des Computers platzieren. Lesen aus RAM erfolgt fast augenblicklich, wodurch Sie das Neuladen von Webseiten im Vergleich zur normalen Geschwindigkeit um das Zwei- bis Dreifache beschleunigen können. Wie das geht, erzähle ich dir in einem anderen Artikel.

Sehen wir uns in der Zwischenzeit an, wie Sie Dateien aus dem Browser-Cache abrufen können. Zwischengespeicherte Dateien haben unbequeme Namen, die ohne bestimmte Kenntnisse zu Schwierigkeiten beim Auffinden der gewünschten Datei führen.

Wo befindet sich der Cache?

Der Browser-Cache befindet sich in den Arbeitsordnern der Browser. Ein Cache ist nichts anderes als ein normaler Ordner, der in der Regel dieselben Dateien enthält; er wird „Cache“ genannt. Im Operationssaal Linux-System Die Arbeitsordner des Browsers befinden sich im Home-Verzeichnis des Benutzers. Der Opera-Cache finden Sie unter ~/.opera/cache/. Für Firefox befindet es sich unter .mozilla/firefox/[zufällige Profilnummer].default/Cache/

In Windows XP befindet sich der Opera-Cache unter C:\Dokumente und Einstellungen\[Benutzername]\Lokale Einstellungen\Anwendungsdaten\Opera\Opera [Version]\cache

Der Firefox-Cache befindet sich unter einer ähnlichen Adresse: C:\Dokumente und Einstellungen\[Benutzername]\Lokale Einstellungen\Anwendungsdaten\Mozilla\Firefox\Profiles\[zufällige Profilnummer].default\Cache.

Dateien im Cache finden

Das ist geklärt. Wenn Sie jedoch in diese Ordner gehen, werden Sie viele Dateien (manchmal mehrere Tausend!) mit bedeutungslosen Namen sehen, die für den Benutzer nichts bedeuten, und ohne Erweiterungen. Wenn Sie ein Linux-Benutzer sind, erkennt der Dateimanager die meisten Dateien und zeigt den Dateityp und die entsprechenden Symbole an, da Linux Dateien unabhängig von ihrer Erweiterung erkennt. Aber in Windows gibt es diesen Luxus nicht – damit die Shell und der Dateimanager Dateien erkennen können, sind Erweiterungen erforderlich (normalerweise Kombinationen aus drei Buchstaben, getrennt durch einen Punkt nach dem Dateinamen – .exe, .mp3, .avi, .doc). , .pdf usw. usw.).

Glücklicherweise können Sie Dateien nicht nur anhand des Namens identifizieren und die benötigte Datei finden. Alle Dateien verfügen über Attribute wie Größe und Speicherdatum. Daher können wir die benötigte Datei fast immer sofort nach dem Ansehen oder Anhören aus dem Browser-Cache entfernen. Sie müssen lediglich die Dateimanagereinstellungen so einstellen, dass die Größe der Dateien und das Änderungsdatum angezeigt werden. Unter Windows müssen Sie hierfür den Darstellungstyp auf „Tabelle“ einstellen. Jetzt müssen Sie die Dateien im Cache nach Datum oder Größe sortieren.

Suche nach Video- und Audiodateien im Cache

Video- und Audiodateien sind in der Regel mehrere Megabyte groß, sodass sie deutlich sichtbar sind, wenn Sie in die Spalte „Größe“ schauen, da alle anderen Dateien mehrere Kilobyte oder sogar Bytes groß sind. Sie können die gerade angesehenen oder angehörten Dateien anhand des Datums und der Uhrzeit der Änderung unterscheiden. Um eine Datei zu erkennen, müssen Sie lediglich die entsprechende Erweiterung zu ihrem Namen hinzufügen – „.mp3“, wenn es sich um Musik handelt, oder „.flv“, wenn es sich um ein Video handelt. Wenn man all diese Dinge im Hinterkopf hat, ist es ziemlich einfach, das Letzte herauszuholen, was man gehört oder gesehen hat. Online-Datei. Sie können die gewünschte Datei an einen beliebigen Ort kopieren und ihr einen für Sie passenden Namen geben.

Opera-Cache

Aber das ist noch nicht alles. Sowohl Opera als auch Firefox verfügen über eigene Tools zum Anzeigen des Caches, ich verwende jedoch das Standardtool Dateimanager Ihr Betriebssystem ist viel komfortabler. Um den Cache in Opera anzuzeigen, müssen Sie opera:cache in die Adressleiste eingeben. Der Inhalt des Caches wird dann in einer übersichtlichen Form vor Ihnen angezeigt. Darüber hinaus in neue Version Opera 10.50-Elemente wurden diesem Tool hinzugefügt, um die Erkennung und Suche zu erleichtern notwendigen Dateien- sowohl in der Größe als auch im Typ. Darüber hinaus wird auch die Webadresse der Dateiquelle angezeigt.

Firefox-Cache

Auch Firefox verfügt über ein ähnliches Tool, allerdings kann man sich dort nur den Inhalt des Caches ansehen. Es zeigt die Dateigröße, das Speicherdatum und die Quelle sowie einige Informationen über die Datei an, die für den durchschnittlichen Benutzer nutzlos sind. Um den Cache anzuzeigen Mozilla Firefox Sie müssen about:cache in die Adressleiste eingeben.

Cache in Mozilla Filrefox leeren

Oder so können Sie deutlich sehen, wie Sie den Cache in Firefox leeren:

So leeren Sie den Cache im Google Chrome-Browser

Viele Jahre sind vergangen, seit dieser Artikel geschrieben wurde. Auf der Welt hat sich viel verändert Software— Informationstechnologien entwickeln sich sehr schnell. Damals Google-Browser Chrome existierte noch nicht oder ist einfach aufgetaucht. Mittlerweile ist dies neben Firefox praktisch der am weitesten verbreitete Browser, während Internet Explorer und Opera praktisch von den Computern der Benutzer verschwunden sind (er wurde übrigens durch einen interessanten ersetzt) ​​und viele Browser auf Basis von Crhomium – Yandex – aufgetaucht sind. Browser, Amigo und andere. Um den Cache zu leeren Google Chrome Sie müssen zum Menü gehen, „Einstellungen“ auswählen, sie dann erweitern und dort den Eintrag „Browserdaten löschen“ finden. Bitte beachten Sie, dass Sie hier den Zeitraum auswählen können, für den Sie Daten löschen möchten.

Nun, eigentlich können Sie dieses praktische Ding jetzt nutzen.

CPU-Speicher-Cache-Diagramm

Ein Cache ist ein Speicher mit schnellerer Zugriffsgeschwindigkeit, der den Zugriff auf dauerhaft im Speicher mit langsamerer Zugriffsgeschwindigkeit enthaltene Daten beschleunigen soll (im Folgenden „Hauptspeicher“ genannt). Caching wird von CPUs, Festplatten, Browsern und Webservern verwendet.

Ein Cache besteht aus einer Reihe von Einträgen. Jeder Datensatz ist einem Datenelement oder Datenblock (einem kleinen Datenelement) zugeordnet, bei dem es sich um eine Kopie des Datenelements im Hauptspeicher handelt. Jeder Eintrag verfügt über eine Kennung, die die Entsprechung zwischen Datenelementen im Cache und ihren Kopien im Hauptspeicher identifiziert.

Wenn ein Cache-Client (CPU, Webbrowser, Betriebssystem) auf Daten zugreift, wird zunächst der Cache untersucht. Wenn im Cache ein Eintrag mit einer Kennung gefunden wird, die mit der Kennung des angeforderten Datenelements übereinstimmt, werden die Datenelemente im Cache verwendet. Dieser Fall heißt Cache-Treffer. Wenn im Cache keine Einträge gefunden werden, die das angeforderte Datenelement enthalten, wird es aus dem Hauptspeicher in den Cache gelesen und steht für den späteren Zugriff zur Verfügung. Dieser Fall heißt Cache-Fehler. Der Prozentsatz der Cache-Zugriffe, wenn darin ein Ergebnis gefunden wird, wird aufgerufen Trefferquote oder Trefferquote zwischenspeichern.

Beispielsweise überprüft ein Webbrowser seinen lokalen Festplattencache, um festzustellen, ob eine lokale Kopie der Webseite vorhanden ist, die mit der angeforderten URL übereinstimmt. In diesem Beispiel ist die URL die Kennung und der Inhalt der Webseite die Datenelemente.

Wenn die Größe des Caches begrenzt ist, kann bei einem Fehler die Entscheidung getroffen werden, einen Eintrag zu verwerfen, um Speicherplatz freizugeben. Zur Auswahl des zu verwerfenden Datensatzes werden verschiedene Löschalgorithmen verwendet.

Wenn Datenelemente im Cache geändert werden, werden sie im Hauptspeicher aktualisiert. Die Zeitverzögerung zwischen der Änderung der Daten im Cache und der Aktualisierung des Hauptspeichers wird durch das sogenannte gesteuert Richtlinien schreiben.

Im Cache mit sofortige Aufnahme Jede Änderung führt zu einer synchronen Aktualisierung der Daten im Hauptspeicher.

Im Cache mit verzögerte Aufnahme(oder schreibe zurück) Die Aktualisierung erfolgt, wenn ein Datenelement regelmäßig oder auf Anfrage des Clients entfernt wird. Um den Überblick über geänderte Datenelemente zu behalten, speichern Cache-Einträge ein Änderungsflag ( geändert oder "schmutzig"). Ein Write-Back-Cache-Miss erfordert möglicherweise zwei Zugriffe auf den Hauptspeicher: den ersten, um die zu ersetzenden Daten aus dem Cache zu schreiben, und den zweiten, um das gewünschte Datenelement zu lesen.

Wenn Daten im Hauptspeicher unabhängig vom Cache geändert werden können, kann es sein, dass der Cache-Eintrag geändert wird irrelevant. Es werden Protokolle für die Kommunikation zwischen Caches genannt, die die Datenkonsistenz gewährleisten Cache-Kohärenzprotokolle.

CPU-Cache

Eine Reihe von Zentraleinheitsmodellen (CPU) verfügen über einen eigenen Cache, um den Zugriff auf den Arbeitsspeicher (RAM) zu minimieren, der langsamer als Register ist. Der Cache-Speicher kann erhebliche Leistungsvorteile bieten, wenn die RAM-Taktfrequenz deutlich niedriger ist als die CPU-Taktfrequenz. Die Taktrate des Cache-Speichers ist in der Regel nicht viel geringer als die CPU-Geschwindigkeit.

Cache-Ebenen

Der CPU-Cache ist in mehrere Ebenen unterteilt. Für Allzweckprozessoren – bis zu 3. Der Level-N+1-Cache ist typischerweise größer und in der Zugriffsgeschwindigkeit und Datenübertragung langsamer als der Level-N-Cache.

Der schnellste Speicher ist der First-Level-Cache – L1-Cache. Tatsächlich ist es ein integraler Bestandteil des Prozessors, da es sich auf demselben Chip befindet und Teil der Funktionsblöcke ist. Besteht aus einem Befehlscache und einem Datencache. Einige Prozessoren ohne L1-Cache können nicht funktionieren. Bei anderen kann es deaktiviert werden, allerdings sinkt dann die Prozessorleistung deutlich. Der L1-Cache arbeitet mit der Prozessorfrequenz und kann im Allgemeinen in jedem Taktzyklus aufgerufen werden (häufig ist es sogar möglich, mehrere Lese-/Schreibvorgänge gleichzeitig durchzuführen). Die Zugriffslatenz beträgt normalerweise 2–4 Kerntaktzyklen. Das Volumen ist normalerweise klein – nicht mehr als 128 KB.

Der zweitschnellste ist L2-Cache – Cache der zweiten Ebene. Es befindet sich normalerweise entweder auf dem Chip, wie L1, oder in unmittelbarer Nähe des Kerns, wie zum Beispiel in einer Prozessorkartusche (nur Slot-Prozessoren). Bei älteren Prozessoren ist ein Satz Chips vorhanden Systemplatine. L2-Cache-Volumen von 128 KB bis 1–12 MB. Bei modernen Multi-Core-Prozessoren ist der Second-Level-Cache, der sich auf demselben Chip befindet, ein separater Speicher – bei einem Gesamt-Cache-Volumen von 8 MB entfallen auf jeden Kern 2 MB. Typischerweise beträgt die Latenz des L2-Cache auf dem Kernchip 8 bis 20 Kerntaktzyklen. Im Gegensatz zum L1-Cache hat die Deaktivierung möglicherweise keine Auswirkungen auf die Systemleistung. Bei Aufgaben mit zahlreichen Zugriffen auf einen begrenzten Speicherbereich, beispielsweise einem DBMS, kann die Leistung jedoch um das Zehnfache sinken.

Der L3-Cache ist am wenigsten schnell und befindet sich normalerweise getrennt vom CPU-Kern, kann aber eine sehr beeindruckende Größe haben – mehr als 32 MB. Der L3-Cache ist langsamer als frühere Caches, aber immer noch deutlich schneller als RAM. In Multiprozessorsystemen wird es häufig verwendet.

Das Deaktivieren des Caches der zweiten und dritten Ebene wird normalerweise bei mathematischen Problemen verwendet, beispielsweise bei der Berechnung von Polygonen, wenn die Datenmenge kleiner als die Cachegröße ist. In diesem Fall können Sie alle Daten sofort in den Cache schreiben und anschließend verarbeiten.

Cache-Assoziativität

Eines der grundlegenden Merkmale des Cache-Speichers – der Grad der Assoziativität – spiegelt seine logische Segmentierung wider. Tatsache ist, dass das sequentielle Durchsuchen aller Cache-Zeilen auf der Suche nach den erforderlichen Daten Dutzende von Taktzyklen erfordern würde und alle Vorteile aus der Nutzung des in der CPU integrierten Speichers zunichte machen würde. Daher sind RAM-Zellen eng an Cache-Zeilen gebunden (jede Zeile kann Daten aus einem festen Satz von Adressen enthalten), was die Suchzeit erheblich verkürzt. Jeder RAM-Zelle kann mehr als eine Cache-Zeile zugeordnet sein: z.B. N-Kanal-Assoziativität N-way set assoziativ ) bedeutet, dass Informationen an einer bestimmten RAM-Adresse gespeichert werden können N Cache-Speicherorte.

Bei gleicher Cache-Größe ist das Schema mit größerer Assoziativität am wenigsten schnell, aber am effizientesten.

Externe Laufwerke zwischenspeichern

Viele Peripheriegeräte Die Datenspeicherung nutzt einen Cache, um insbesondere die Arbeit zu beschleunigen. Festplatten Verwenden Sie einen Cache-Speicher von 1 bis 32 MB (Modelle mit gleichzeitiger Unterstützung und es ist sinnvoll, den Block einmal zu lesen und dann eine Kopie des Blocks im RAM für alle Prozesse zu speichern;

Auf einige RAM-Blöcke wird viel häufiger zugegriffen als auf andere, daher erhöht die Verwendung von Caching für solche Blöcke im Allgemeinen die Systemleistung;

für einige Speicherblöcke externe Laufwerke Nach der Änderung sind keine sofortigen Schreibvorgänge erforderlich, und die Verwendung eines Caches für solche Blöcke optimiert die I/O-Nutzung.

Zwischenspeicherung des Betriebssystems

Der RAM-Cache besteht aus folgenden Elementen:

1. ein Satz RAM-Seiten, aufgeteilt in Puffer, deren Länge dem Datenblock des entsprechenden externen Speichergeräts entspricht;
2. eine Reihe von Puffer-Headern, die den Zustand des entsprechenden Puffers beschreiben;
3. Hash-Tabelle, die die Entsprechung zwischen der Blocknummer und dem Header enthält;
4. Listen freier Puffer.

Write-Back-Cache-Algorithmus

Zunächst werden alle Pufferheader in die Liste der freien Puffer aufgenommen. Wenn ein Prozess beabsichtigt, einen Block zu lesen oder zu ändern, führt er den folgenden Algorithmus aus:

1. versucht, den Pufferheader mit der angegebenen Nummer in der Hash-Tabelle zu finden;
2. wenn der empfangene Puffer belegt ist, wird darauf gewartet, dass er freigegeben wird;
3. Wenn der Puffer nicht in der Hash-Tabelle gefunden wird, wird der erste Puffer vom Ende der freien Liste genommen.
4. wenn die Liste der freien Puffer leer ist, wird der Räumungsalgorithmus ausgeführt (siehe unten);
5. Wenn der empfangene Puffer als „dirty“ markiert ist, wird der Pufferinhalt asynchron geschrieben externer Speicher.
6. entfernt einen Puffer aus der Hash-Tabelle, wenn er darin platziert wurde;
7. Platziert den Puffer mit einer neuen Nummer in der Hash-Tabelle.

Der Prozess liest Daten in den Empfangspuffer und gibt ihn frei. Bei einer Änderung markiert der Prozess den Puffer als fehlerhaft, bevor er ihn freigibt. Wenn der Puffer freigegeben ist, wird er an die Spitze der Liste der freien Puffer gesetzt.

Daher:

1. Wenn ein Prozess einen Block in einen Puffer gelesen hat, besteht eine hohe Wahrscheinlichkeit, dass ein anderer Prozess beim Lesen dieses Blocks den Puffer im RAM findet.
2. Daten werden nur dann in den externen Speicher geschrieben, wenn nicht genügend „saubere“ Puffer vorhanden sind oder auf Anfrage.

Preemption-Algorithmus

Wenn die Liste der freien Puffer leer ist, wird der Pufferbereinigungsalgorithmus ausgeführt. Der Eviction-Algorithmus hat einen erheblichen Einfluss auf die Cache-Leistung. Es gibt folgende Algorithmen:

1. LRU (Least Recent Used) – der Puffer, der am längsten nicht genutzt wurde, wird entfernt;
2. MRU (Most Latest Used) – der zuletzt verwendete Puffer wird ersetzt;
3. LFU (Least Frequently Used) – der Puffer, der am seltensten verwendet wird, wird entfernt;
4. ARC (Englisch) (Adaptive Replacement Cache) – Räumungsalgorithmus, der LRU und LFU kombiniert, patentiert

   Software-Caching

   Caching-Richtlinie schreiben

   Beim Lesen von Daten sorgt der Cache-Speicher für einen deutlichen Leistungsgewinn. Bei der Datenaufzeichnung sind Gewinne nur auf Kosten einer verringerten Zuverlässigkeit zu erzielen. Daher in verschiedene Anwendungen Es kann die eine oder andere Cache-Speicher-Schreibrichtlinie ausgewählt werden.

   Es gibt zwei Hauptrichtlinien für Cache-Schreibvorgänge: Durchschreiben und Zurückschreiben.

   • Durchschreiben bedeutet, dass bei einer Änderung des Inhalts einer Speicherzelle das Schreiben synchron sowohl im Cache als auch im Hauptspeicher erfolgt.
   • Lazy Write bedeutet, dass Sie den Zeitpunkt des Schreibens von Daten in den Hauptspeicher verzögern und sie nur in den Cache schreiben können. In diesem Fall werden die Daten nur dann in den RAM entladen, wenn von einem anderen Gerät (einer anderen CPU, einem DMA-Controller) darauf zugegriffen wird oder wenn im Cache nicht genügend Platz für andere Daten vorhanden ist. Die Leistung wird gegenüber dem Durchschreiben verbessert, es kann jedoch die Integrität der Daten im Hauptspeicher gefährden, da ein Software- oder Hardwarefehler dazu führen kann, dass die Daten nie aus dem Cache in den Hauptspeicher geschrieben werden. Darüber hinaus muss beim RAM-Caching beim Einsatz von zwei oder mehr Prozessoren die Konsistenz der Daten in verschiedenen Caches sichergestellt werden.

   Zwischenspeichern von Internetseiten

   Bei der Übertragung von Informationen über das Netzwerk kann das Caching von Internetseiten genutzt werden – der Prozess der Speicherung häufig angeforderter Dokumente auf (Zwischen-)Proxy-Servern oder dem Computer des Benutzers, um deren ständiges Herunterladen vom Quellserver zu verhindern und den Datenverkehr zu reduzieren . Auf diese Weise rücken Informationen näher an den Benutzer heran. Das Caching wird mithilfe des CMS einer bestimmten Site verwaltet, um die Belastung des Servers zu verringern hohe Besucherzahl. Das Caching kann sowohl im Speicher als auch im Dateicache erfolgen (

Wenn Sie Probleme mit einer Website haben, ist einer der ersten Vorschläge, die Sie vom IT-Support hören, „Versuchen Sie, den Cache Ihres Browsers zu leeren und Cookies zu löschen.“

Was ist also dieser finstere Browser-Cache? Was macht der Browser-Cache und warum sollte er geleert werden?

Was ist Browser-Cache?

Der Browser-Cache ist eine temporäre Speicherung (Speicherung) von Informationen auf Ihrem Computer, die in Ihren Browser geladen werden.

Zu den lokal zwischengespeicherten Dateien gehören Site-Elemente wie HTML, CSS-Stile, Java-Skripte und grafische Bilder und andere Multimedia-Inhalte.

Wenn Sie die Website das nächste Mal besuchen, überprüft der Browser den Inhalt des Caches und aktualisiert ihn oder fügt etwas hinzu, das nicht vorhanden ist.

Dies reduziert die Bandbreitennutzung sowohl auf Benutzer- als auch auf Serverseite und ermöglicht ein schnelleres Laden von Seiten. Daher ist es besonders nützlich, wenn Sie über eine langsame Internetverbindung verfügen.

Warum müssen Sie Ihren Browser-Cache leeren?

Der Browser-Cache kann ziemlich groß werden und viel Platz auf Ihrer Festplatte beanspruchen, und Sie werden diese Ressourcen nie wieder besuchen.

Obwohl Sie die Lautstärke begrenzen können, ist es dennoch eine gute Idee, ihn von Zeit zu Zeit zu reinigen.

Manchmal können zwischengespeicherte Versionen einer Website Probleme verursachen, beispielsweise wenn der Browser keine neue Kopie lädt, obwohl die Website seit Ihrem letzten Besuch aktualisiert wurde.

Ein weiterer Hinweis auf eine Reinigung ist, wenn die Website teilweise geladen wird. Darüber hinaus werden dort gespeicherte Seitendaten des letzten Besuchs gespeichert.

Dies könnte ein Datenschutzproblem darstellen, je nachdem, wer Zugriff auf Ihren Computer hat.

Was ist Computer-Cache-Speicher?

In einem Computer wird der Cache vom Mikroprozessor verwendet. Dies reduziert die Speicherzugriffszeit.

Bei große Mengen Anfragen in den Speicher, der Computer verarbeitet sie im Cache.

Was ein Computer-Cache ist, lässt sich in einfachen Worten so sagen: Wenn der Prozessor auf den Speicher zugreift, prüft er zunächst, ob die erforderliche Kopie der Daten verfügbar ist.

Wenn es es findet, kann es sofort eine Operation damit ausführen, und wenn es es nicht findet, muss es auf eine Anfrage an den Hauptspeicher warten, und es ist im Vergleich zu dem, was im Hauptspeicher gespeichert ist, um ein Vielfaches langsamer "Lager".

Wofür wird der Cache sonst noch verwendet?

Mikroprozessoren in (modernen) Computern verfügen über mindestens drei Caches: zum Beschleunigen des Ladens, zum Beschleunigen des Lesens und zum Senden.

Der gespeicherte Speicher bietet etwa das Fünffache Durchsatz(zum Lesen) als der physische Speicher des Computers.

Aber das ist noch nicht alles: Die Zugriffszeit auf den Cache-Speicher kann sogar um das 25-fache reduziert werden. Jetzt können Sie sich leicht vorstellen, warum heutzutage ein Cache benötigt wird Computersysteme und Browser.

Warum verkaufen AMD und Intel dann keine Prozessoren mit noch mehr Speicher?

Die Hersteller AMD und Intel gehen immer Kompromisse ein. Der wichtigste Grund sind strukturelle Einschränkungen.

Der Cache verfügt über eine große Anzahl von Transistoren, daher muss die Kapazität gegen die Produktionskosten abgewogen werden.

Wir sprechen auch über die Tatsache, dass in bestimmten Strukturen „gespeicherter Speicher“ aufgrund der großen Fläche eine lange Zugriffszeit haben kann – das „Suchen“ dauert lange.

Aus diesen Gründen fehlt billigen Blöcken der L3-Cache – sie sind viel billiger in der Herstellung.

Ein größerer Cache bedeutet nicht immer eine bessere Leistung

Dies geschieht, wenn die für eine Berechnung benötigten Daten möglicherweise in keiner der Speicherebenen gefunden werden.

Wenn sie in der ersten Ebene nicht gefunden werden, beginnt der Prozessor in der zweiten und dann in der dritten Ebene nach ihnen zu suchen und erst danach mit der Suche im RAM.

Nun kann man sich leicht eine Situation vorstellen, in der ein Prozessor mit 2 MB Third-Level-Speicher den physischen Speicher früher erreicht als derselbe Prozessor, der jedoch mit 6 MB Third-Level-Speicher ausgestattet ist. Viel Glück.

Wenn es darum geht Informationstechnologie, sehr oft hört man das Wort „Cache“. Allerdings wissen nicht alle Menschen, warum es benötigt wird, für welche Zwecke es verwendet wird usw. Daher werde ich in diesem Artikel auf die Frage eingehen Was ist Cache?, und ich werde Ihnen auch einige Nuancen und Probleme erläutern, die mit der Verwendung des Caches verbunden sind.

Aber bevor wir fortfahren, ein paar Worte. Es gibt viele verschiedene Technologien und praktische Implementierungen des Caches, daher werde ich mich im Rahmen dieses Artikels nicht auf sie konzentrieren oder ins Detail gehen, da ich sie finden werde vollständige Informationen Jede Art von Caching ist sehr einfach zu verstehen. Mit anderen Worten, der Artikel richtet sich an diejenigen, die einfach nur daran interessiert sind, herauszufinden, was das für ein Ding ist, wie es funktioniert, welche Probleme es damit gibt und so weiter.

Also. Fangen wir an.

Lassen Sie uns herausfinden, was Cache ist

Cache ist eine temporäre Speicherung von Daten (Dateien, Informationen usw.), wodurch Sie erheblich Zeit und Ressourcen sparen können. Es sei gleich darauf hingewiesen, dass ich bewusst nicht angegeben habe, wie es zu den Einsparungen kommt, da dies je nach Technologie durch unterschiedliche Faktoren bedingt sein kann.

Der einfachste Weg zu verstehen, was ein Cache ist. Hier geht es darum, sich zwei Möglichkeiten zum Ansehen eines Videos vorzustellen. Im ersten Fall haben Sie den Film vor langer Zeit heruntergeladen und sehen ihn auf Ihrer Festplatte an. Im zweiten Fall schauen Sie sich das Video über einen Browser im Internet an. Der Film ist in beiden Fällen derselbe. Mit der ersten Methode können Sie jedoch sofort mit dem Anschauen beginnen. Beim zweiten Ansatz müssen Sie warten, bis zumindest ein Teil des Videos geladen ist. Wie Sie sehen, können Sie mit der ersten Methode viel schneller Kunst genießen. Wenn wir über den Cache sprechen, handelt es sich in diesem Fall um das Verzeichnis, in dem Ihre Filme gespeichert sind. Die Einsparungen werden dadurch erzielt, dass Sie bereits über die Datei mit dem Film verfügen und die Lesegeschwindigkeit von der Festplatte viel schneller ist schneller als die Geschwindigkeit beim Herunterladen von Dateien aus dem Internet.

Lassen Sie mich Ihnen ein weiteres Beispiel geben. Fast jeden Tag öffnen Sie Websites in Ihrem Browser und haben wahrscheinlich bemerkt, dass es lange dauert, wenn eine Website zum ersten Mal geöffnet wird. Alle nachfolgenden Seitenaufrufe erfolgen deutlich schneller. Warum passiert das? Damit eine Website heutzutage in einem Browser schön angezeigt wird, muss dieser eine Reihe von Dateien herunterladen, die insgesamt leicht mehr als 1-5 MB beanspruchen können. Wenn Sie diese Dateien bei jedem Besuch einer Seite immer wieder herunterladen müssen, öffnet sich die Seite sehr langsam. Um zu verhindern, dass dies geschieht und die Seiten bei einem erneuten Besuch schnell geöffnet werden, speichert der Browser diese Dateien in seinem temporären Verzeichnis und markiert sie mit Tags über die Websites, von denen sie heruntergeladen wurden. Dieses Verzeichnis ist der Cache. Der Geschwindigkeitsunterschied ist auf dasselbe zurückzuführen wie im Fall des Filmbeispiels.

Wenn wir über Computerhardware und -geräte wie Prozessor und Festplatte sprechen, ist die Situation beim Cache etwas anders. Nehmen wir als Beispiel einen Prozessor. Sein Cache ist einfach ein sehr schneller Speicher (etwa zehnmal schneller als RAM), der im Hinblick auf die Datenmenge, die er aufnehmen kann, nur schwer zu vergrößern ist. Beispielsweise werden Sie nie Prozessoren mit 1 GB Cache sehen. Dieser Cache selbst speichert Maschinencodes, die der Prozessor zur Ausführung benötigt, und häufig abgerufene Daten. Einsparungen werden dadurch erzielt, dass während der Prozessor Befehle ausführt, die folgenden Maschinencodes parallel aus dem RAM in den Cache geschrieben werden. Etwas einfacher ausgedrückt geht es darum, gleichzeitig den Cache mit den folgenden Codes zu füllen und die bereits geladenen Codes vom Prozessor auszuführen. Darüber hinaus speichert der Cache, wie bereits erwähnt, auch Daten, auf die der Prozessor häufig zugreifen muss.

Notiz: Im Allgemeinen ist das Prozessor-Caching komplizierter als ich beschrieben habe, aber im Allgemeinen funktioniert es genau so.

Wie Sie sehen, kann der Cache implementiert werden verschiedene Methoden Produktivitätssteigerungen und Einsparungen werden aufgrund verschiedener Faktoren erzielt.

Was sind Cache-Probleme?

Cache-Probleme basieren hauptsächlich auf der Tatsache, dass wann Wiederverwendung Wenn Sie zuvor gespeicherte Daten nicht verwenden, sind diese Informationen möglicherweise nicht mehr relevant. Dies kann entweder auf Fehler im Caching-System oder auf Datenbeschädigung durch andere Systeme (Programme) zurückzuführen sein.

Notiz: Natürlich gibt es Fälle mit Problemen aufgrund von Ausfällen der Geräte selbst, aber das sind sehr seltene Fälle.

Schauen wir uns ein paar häufige Cache-Probleme an, mit denen fast jeder Mensch konfrontiert ist:

1. Im Internetzeitalter sind Probleme mit dem Browser-Cache kaum zu übersehen. Der Punkt in diesem Fall ist einfach. Wie ich bereits sagte, speichert der Browser die Dateien, die für eine schöne und korrekte Anzeige von Websites erforderlich sind. Wenn diese Dateien auf der Website bearbeitet wurden und der Browser ihre bearbeitete Version nicht heruntergeladen hat, treten höchstwahrscheinlich Fehler auf: Schaltflächen werden nicht gestartet, Stile werden verschoben, „verrückte Fehler“ treten auf usw. Deshalb hört man bei Problemen mit Webseiten oft den Rat: Leeren Sie den Browser-Cache. Wenn Sie bisher dachten, dass dies ein Witz sei und sich jemand über Sie lustig mache, dann ist das nicht der Fall.

2. Programme haben Cache-Probleme. Wie bereits erwähnt, kann die Zwischenspeicherung unterschiedlich organisiert und unterschiedlichen Zwecken dienen. So kann beispielsweise ein bestimmtes Programm Zwischenergebnisse im Cache speichern, deren Berechnung viel Zeit in Anspruch nimmt. Wenn diese Berechnungen von etwas abhängen, kann es in regelmäßigen Abständen zu Problemen kommen, weil die Daten im Cache nicht neu berechnet wurden. Und auch hier wird oft dazu geraten, entweder die Cache-Löschfunktion auszuführen oder bestimmte Dateien zu löschen.

3. Cache-Probleme aufgrund von Windows-Abstürzen. Operationssaal Windows-System enthält Fehler. Und diese Tatsache selbst ist nicht überraschend. Fast jedes gewöhnliche Programm enthält Fehler. Aber Windows ist ein viel komplexeres System. Nehmen wir zum Beispiel denselben Browser. Wie bereits erwähnt, macht der Browser Notizen zu Dateien im Cache, sodass Sie jederzeit nachverfolgen können, wie aktuell die Dateiversionen sind. Stellen Sie sich nun vor, dass sich die Dateien auf der Website nicht geändert haben, sondern aufgrund von Windows-Fehler Dateien im Cache waren beschädigt. Wie Sie wahrscheinlich bereits vermutet haben, werden die Websites in diesem Fall mit Fehlern geöffnet, da die Dateien laut Browser aktuell sind und nicht heruntergeladen werden müssen, aber tatsächlich ist das Gegenteil der Fall.