Memoria cache

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21/11/2010 

Definição 
•  Na área da computação, cache é um dispositivo de  acesso rápido, interno a um sistema, que serve de  intermediário entre um operador de um processo e  o dispositivo de armazenamento ao qual esse  operador acede.  •  A vantagem principal na utilização de uma cache  consiste em evitar o acesso ao dispositivo de  armazenamento ‐ que pode ser demorado ‐, armazenando os dados em meios de acesso mais  rápidos 

Memoria CACHE 

Definição 
•  Um cache é um bloco de memória para o  armazenamento temporário de dados que  possuem uma grande probabilidade de serem  utilizados novamente.  •  Uma definição mais simples de cache poderia ser: 
– Uma área de armazenamento temporária onde os  dados frequentemente acedidos são armazenados  para acesso rápido. 

Operação •  Uma cache é feita de uma fila de elementos.  Cada elemento tem um dado que é a cópia  exacta do dado presente em algum outro local  (original). Cada elemento tem uma etiqueta  que especifica a identidade do dado no local  de armazenamento original, que foi copiado. 

J cache hit 
•  Quando o cliente da cache (CPU, navegador etc.) deseja  aceder a um dado que acredita estar no local de armazenamento, primeiramente ele verifica a cache. Se  uma entrada for encontrada com uma etiqueta  correspondente ao dado desejado, o elemento da  cache é então utilizado ao invés do dado original. Essa  situação é conhecida como cache hit (acerto do cache). 
– Como exemplo, um navegador poderia verificar a sua cache  local no disco para ver se tem uma cópia local dos conteúdos de uma página Web numa URL particular. Nesse exemplo, a  URL é a etiqueta e o conteúdo da página é o dado desejado.  A percentagem de acessos que resultam em cache hits é  conhecida como a taxa de acerto (hit rate ou hit ratio) da  cache. 

L cache miss 
•  Uma situação alternativa, que ocorre quando  a cache é consultada e não contém um dado  com a etiqueta desejada, é conhecida como  cache miss (erro docache). O dado então é  copiado do local original de armazenamento e  inserido na cache, ficando pronto para o  próximo acesso.



21/11/2010 

LRU (least recently used) 
•  Se a cache possuir capacidade de armazenamento  limitada (algo comum de acontecer devido ao seu  custo), e não houver mais espaço para armazenar o  novo dado, algum outro elemento deve ser retirado dela para que liberte espaço para o novo elemento. 
– A forma (heurística) utilizada para seleccionar o  elemento a ser retirado é conhecida como política de  troca (replacement policy). Uma política de troca muito  popular é a LRU (least recently used), que significa algo  como “elemento recentemente menos usado”. 

write policy 
•  Quando um dado é escrito na cache, ele deve  ser gravado no local de armazenamento em algum momento. O momento da escrita é  controlado pela política de escrita (write  policy). 

write‐through 
•  A política de write‐through (algo como “escrita  através”) funciona da seguinte forma: a cada  vez que um elemento é colocado no cache, ele  também é gravado no local de  armazenamento original. 

write‐back 
•  Alternativamente, pode ser utilizada a política de write‐  back(escrever de volta), onde as escritas não são  directamente espelhadas no armazenamento. Ao invés,  o mecanismo de cache identifica quais de seus  elementos foram sobrepostos (marcados como sujos) e  somente essas posições são colocadas de volta nos  locais de armazenamento quando o elemento for  retirado do cache. Por essa razão, quando ocorre um  cache miss (erro de acesso ao cache pelo fato de um elemento não existir nele) em um cache com a política  write‐back, são necessários dois acessos à memória:  um para recuperar o dado necessário e outro para  gravar o dado que foi modificado no cache. 

... write‐back 
•  O mecanismo de write‐back pode ser acionado por outras  políticas também. O cliente pode primeiro realizar diversas  mudanças nos dados do cache e depois solicitar ao...
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