计算机怎样编程与计算思维 (13).pdf

信息技术基础：

计算机、怎样编程与计算思维(Python版)

缓存

缓存

缓存(Cache)

一种硬件或软件部件，用于存储数据，以便将来对该数据的请求能更快地得

到服

存储在高速缓存中的数据可能是先前计算的结果或存储在别处的数据的副本

高速缓存缓存内存

中常用的数据

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饭碗是饭锅的缓存

计算机的二级存储

吞吐量以联想拯救者R7000的参数估：

CPU内存外存

内存：掉电不能保存数据，但读写快

外存：掉电也能保存数据，但读写慢

通过两者的组合使“鱼”和“熊掌”可以兼得：读写快+永久保存

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计算机的二级存储

吞吐量以联想拯救者R7000的参数估算：

CPU内存外存

二级存储：内存是外存的缓存

首先，将一个程序从外存读到内存中(有一点慢)

然后，CPU高速执行内存中的每一条代(都很快了)

由于许多算法里有大量的循环，程序尽管不长，CPU执行的代码行数却很多，读、写内存

的次数也很多。

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计算机的三级存储结构

吞吐量以联想拯救者R7000的参数估算：

CPU内存外存

高速

缓存

三级存储：增加了CPU内部缓存

内存缓解了CPU直接读取硬盘慢的问题。

但是，CPU和内存之间的速度仍有差距，在CPU内部增加高速缓存，它

比内存读写速度更快，用于被存储被频繁访问的数据，相比内存有几个

GB，CPU缓存只有几个MB。

注意：缓存思想可用于许多部件，如机械硬盘内部也有缓存，存取较频繁的磁盘内容6

要想电脑跑得快

1.CPU主频高——算得快

2.CPU总线频率高，买相应高频的内存条——读写快

3.CPU缓存要大

4.内存容量要大

5.处理大量数据时，使用固态硬盘——读写快

6.向量化程序使GPU来运行

7.各个部件的速度要配套——快+慢=慢

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大内存的好处

举例1：硬盘上装了5个程序，你同时打开了它们，比较大内存和小内

存谁快谁慢?

大内存：能将这5个程序都放下，一次地把所有程序从硬盘读到内存，CPU“

同时”运行它

小内存：只能放下1个程序，每次运行下一个程序时，都需要把它硬盘读到内

存，电脑会常常卡

注1：实际中，打开多个程序是很常见的，比如，一边播放音乐，一边上网，一边运行

杀毒软件；更不用说，操作系统运行着多个后台程序

注2：CPU“同时”运行多个程序的含义：现在CPU有多个核，可以一个核运行一个程序；

即便CPU只有一个核，还可以利用分时操作系统(把时间分成许多时间片，

循环地在每一个时间片地依次运行一个程序一小会)达到“同时运行”多个程序

的人为感受

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