Кэш — что это такое и как он работает простыми словами

Кэш является важной составляющей большого количества различного программного и аппаратного обеспечения. Он позволяет операционной системе или программе быстрее запускаться и вообще работать.

О том, что он из себя представляет — его определение, как работает и, зачем вообще он нужен, и будет данный материал. Рассмотрим на реальном примере, как это все функционирует.

Из прошлой публикации вы могли узнать, что такое куки файлы. Сегодня мы поговорим о других, не менее важных файлах для компьютеров, ноутбуков, смартфонов или планшетов — кэше. Вы узнаете определение этого термина, зачем он нужен, и как вообще работает.

Что такое кэш — Cache

Кэш (cache) — это временные копии файлов какого-либо программного обеспечения, которые хранятся в определенном месте, чтобы к ним был быстрый доступ. Совокупность временных файлов и место их хранения называется кэшем. Нужен он в первую очередь для быстро доступа к файлам, которые в нем хранятся.

Кэширование — это процесс записи копий файлов в кеш. Происходит в процессе использования операционной системы и отдельных программ, они делают его автоматически, чтобы загружать свои же данные потом из него.

Используется большим количеством различного программного обеспечения. В одной из публикаций я уже затрагивал данную тему, там мы осуждали кэш браузера, рекомендую ее к прочтению.

Как работает Cache:

Большинство программ хранят свои файлы в заархивированном виде или вообще на сервере в интернете. И, когда вы к ним обращаетесь, чтобы достать такие файлы нужно, какое-то время. Чтобы каждый раз не разархивировать их или не скачивать их из интернета заново — они попадают кэш. И, в следующий раз, когда вы к ним обратитесь — данные будут загружаться быстрее.

Большинство кэшированных файлов записываются в оперативную память, т.к. она обладает очень высокой скоростью чтения и записи, все данные из нее считываются очень быстро.

Существует две реализации кэширования данных — аппаратный и программный.

Аппаратная — когда запись временных файлов для быстрого к ним доступа реализована на самом устройстве в виде выделенной на нем памяти. К примеру, на центральном процессоре, аппаратное есть три вида cache памяти, куда попадают данные, это L1, L2 и L3.

Т.е. уже на самом устройстве есть выделенные ячейки памяти, куда он записывает самые важные файлы, чтобы получить к ним быстрый доступ, не обращаясь к другим устройствам в системе.

Программная — такой тип реализации означает выделенную память уже в операционной системе, обычно это простая папка. В зависимости от программы — местоположение кэша может меняться. Браузеры к примеру, хранят его в своих папках в Document and Settings.

Подытожим — Кэш нужен для:

1. Быстрого доступа к файлам
2. Быстрой загрузки программ
3. Экономии трафика
4. Экономии ресурсов системы и в следствии более высокой ее производительности

Кэш память, что это такое

Кэш память — это встроенная в устройство память, выделенная для записи в нее временных файлов для быстрого к ним доступа. Устанавливается на процессоры и другие устройства, позволяет значительно увеличить быстродействие и доступ к необходимым файлам. Часто можно встретить на ССД — до 4 Гб памяти и жестких дисках — до 256 Мб.

При аппаратной реализации временные данные очищаются обычно сами и участия пользователя не требуется, многие даже не подозревают, что такой вид кеша вообще существует.

Как очищать кэш

Очистка таких данных в операционной системе обычно проходит в автоматическом режиме и не требует участия от пользователя лишь за редкими исключениями. Как очистить кэш браузера я уже писал — просто нажмите разом клавиши «CTRL +F5» на активной странице в браузере.

В другом же ПО процесс удаления делается через меню настроек, в самой программе нужно найти соответствующий пункт меню и очистить данные. Благо в ОС Windows в большинстве своем такая очистка может понадобиться лишь для браузеров.

В IOS на iPhone этот процесс полностью автоматизирован, а вот владельцам Android приходится часто делать эту процедуру вручную. Но, с каждой новой версий и там все становится куда более понятнее и автоматизированнее.

Зачем очищать кэш?

В редких случаях функция кэширования может неправильно работать и загружаться, будет устаревший контент вместо нового, часто такое происходит именно в браузерах. Поэтому его приходится чистить. К примеру, если на каком-либо сайте данные были обновлены, к примеру, загружены новые картинки, изменены стили — браузер может загрузить старую версию.

Чтобы очистить его и загрузить новую страницу достаточно нажать на открытой активной странице «CTRL + F5» и она обновится с новыми данными.

В заключение

Это основные моменты, что нужно знать о кеше. Надеюсь информация оказалась вам полезной и интересной. Приятного вам серфинга в сети и быстрого интернета.

Системный кэш: что это, для чего используется и как изменить его размер в Windows?

Большинство пользователей компьютеров слышали о понятии системного кэша, но только далеко не все четко себе представляют, что это такое и для чего нужно. А многие, до конца не разобравшись, какая роль отводится этому компоненту в операционной системе, сразу пытаются производить с ним действия, касающиеся изменения размера. Насколько целесообразно производить изменение установленных по умолчанию параметров — рассмотрим далее.

Для чего нужен кэш, и насколько целесообразно его увеличение?

Начнем с того, что есть несколько видов кэша. Системный кэш, как уже понятно, используется под нужд Windows, а кэш программ предназначен для корректного функционирования приложений. Чаще всего с понятием кэша пользователи сталкиваются при работе с интернет-браузерами. Но что это такое и для чего нужно? Кэш, вне зависимости от типа, является своеобразным хранилищем временных файлов, за счет использования которых увеличивается скорость загрузки программы или открытие тех же страниц в Интернете. То есть пользователь имеет дело с неким резервируемым на жестком диске пространством, которое используется операционной системой или отдельно взятым приложением.

Как увеличить системный кэш или кэш программ, пока не рассматриваем. Для начала давайте определимся, стоит ли это вообще делать? С одной стороны, нет ничего плохого в том, чтобы зарезервировать для хранения временных файлов побольше места на диске. Так думает большинство рядовых пользователей. Но на самом деле кэш можно увеличивать только до определенной степени, поскольку установка слишком большого размера приведет к тому, что системе при выполнении какой-то операции придется перебрать слишком много объектов для загрузки, пока она найдет необходимый. Соответственно, и время запуска программ существенно снизится. Кроме того, следует обратить внимание, что кэш резервируется на жестком диске, а скорость обращения к нему может существенно снижаться, например при возникновении ошибок, фрагментации файлов и т. д.

Как увеличить системный кэш в Windows 7 или в другой системе?

Теперь перейдем непосредственно к изменению размера резервируемого пространства. Для начала рассмотрим системный кэш Windows 7.

Для автоматического увеличения его размера необходимо использовать меню свойств компьютера с переходом к дополнительным настройкам. В параметрах быстродействия на вкладке «Дополнительно» необходимо отметить пункт оптимизации работы фоновых служб и кэша. Считается, что именно таким способом можно несколько снизить нагрузку на оперативную память и ускорить запуск программ.

Параметры файла подкачки

Иногда наряду с изменением размера кэша в сторону увеличения некоторые специалисты рекомендуют произвести дополнительные действия с так называемым файлом подкачки, который отвечает за работу и использование виртуальной памяти – такого же резервируемого объема на жестком диске, но используемого для выгрузки программных компонентов в случае нехватки оперативной памяти.

Как и в случае с системным кэшем, нужно быть предельно осторожным. При малом объеме ОЗУ файл подкачки действительно можно немного увеличить, установив для него значение, которое в 1,5-2 раза превышает определяемое или рекомендуемое системой по умолчанию. Но и тут следует помнить, что при установке слишком большого объема можно добиться обратного эффекта, когда программы в приоритете будут производить обращение не к оперативной, а к виртуальной памяти. Повторимся: скорость доступа к винчестеру ниже, чем к планкам ОЗУ. Из-за этого мы получаем торможение программ при запуске или в процессе работы.

Негласно считается, что при установленных объемах оперативной памяти на уровне 8 Гб и более файл подкачки можно отключить вовсе, что никаким образом не скажется на работоспособности системы в отрицательную сторону. Наоборот, иногда можно добиться повышения производительности.

Параметры системного кэша в системном реестре

Параметры виртуальной памяти или кэша можно поменять и в системном реестре. Что касается стандартного автоматизированного увеличения системного кэша Windows 10, его лучше производить как раз именно в этом редакторе (regedit). Здесь нужно использовать ветку HKLM и через раздел SYSTEM и параметры текущего контроля перейти к папке MemoryManagement.

Здесь нас интересуют два параметра: DisablePagingExecutive и LargeSystemCache, которым могут быть присвоены значения либо нуля (отключение), либо единицы (включение). Первый ключ фактически дублирует отключение виртуальной памяти, а второй увеличивает системный кэш (система будет использовать не 8 Мб, установленных по умолчанию, а всю память, за исключением последних 4 Мб).

Настройки кэша в веб-обозревателях

В браузерах тоже имеются настройки, относящиеся к кэшу. Соответственно, резервируемый объем можно изменить. Для этого используются соответствующие настройки. Правда, в зависимости от разработчика самого обозревателя они могут находиться в совершенно разных разделах.

Например, в старой версии «Оперы» опции выставляются в настройках истории. В новой модификации браузера следует использовать свойства ярлыка, а в пути к исполняемому файлу в поле типа объекта дописать сочетание —disk-cache-size=Объем и нужный размер кэша в килобайтах (например, для 1 Гб это будет 1073741824 Кб).

Очистка кэша

С изменением размера кэша вроде бы все понятно. В завершение остается добавить, что производить очистку кэша рекомендуется если не постоянно, то хотя бы периодически, поскольку накопление временных файлов может существенно замедлять работу и системы, и программ. Производить эти действия в Windows можно путем обычной очистки системного диска, в браузерах – очисткой истории посещений, кэша и файлов Cookies.

Более удобным является использование всевозможных программ-оптимизаторов, в которых необходимо просто задействовать соответствующие модули оптимизации системы и очистки конфиденциальности в разделе выполнения проверки и устранения проблем в один клик.

Что такое кэш-память – для чего нужна компьютеру и как работает

Кэш-память или просто кэш, – это тип памяти, используемый для ускорения выполнения программ. Её можно рассматривать как расширение основной памяти компьютера RAM (Random Access Memory).

Кэш-память используется аппаратным обеспечением для хранения наиболее часто используемых данных, для увеличения скорости отклика компьютера и, следовательно, его производительности.

Чтобы понять, что такое кэш, мы должны объяснить, в чем разница между оперативной памятью и кэшем.

В чем разница между оперативкой и кэшем

Оперативная память (RAM) организована как последовательность ячеек памяти. Всякий раз, когда центральный процессор компьютера должен считать или записать информацию в оперативную память, он должен идентифицировать ячейку, в которой хранится информация. После получения запроса от процессора ячейка памяти отвечает, предоставляя свои данные. Это время отклика называется временем доступа (чтение или записи).

Даже если это очень короткое время, оно слишком большое для процессора, которые выполняет операциии гораздо, чем оперативная память.

Чтобы сократить время ожидания процессора, компьютер использует кэш, – гораздо более быстрый тип памяти по сравнению с основной памятью.

Поэтому для оптимизации производительности объединены два типа памяти. Большой объем памяти с медленным временем доступа в ОЗУ и небольшой объём памяти с очень быстрым временем доступа в кэше.

Почему бы просто не использовать кэш-память, если она быстрее? Потому что кэш намного дороже оперативной памяти и по этой причине его используют только в небольших количествах.

Как работает кэш-память

Чтобы понять, что такое кэширование и как оно работает, нам нужно объяснить, что такое принцип локальности.

Принцип локальности гласит, что когда центральный процессор считывает данные из ячеек основной памяти компьютера, весьма вероятно, что другие данные, которые он будет использовать, также будут расположены рядом с рассматриваемой ячейкой. По этой причине вся информация, смежная с запрашиваемой центральным процессором, передаётся в кэш. Когда процессор компьютера запрашивает новую информацию, она, скорее всего, уже будет в кэше.

В случае, если запрошенные данные не кэшируются, центральный процессор сделает запрос в основную память, чтобы найти ячейку, содержащую информацию. Также в этом случае центральный процессор будет передавать информацию, смежную с информацией о ячейке, используемой в кеше. Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока кэш полностью не заполнится.

Уровни кэш-память

После понимания, что такое кэш-память, давайте посмотрим, сколько существует типов или уровней кеш-памяти.

Есть 4 возможных уровня (L), и они организованы иерархически:

• L1 или кэш первого уровня. Он является внутренним по отношению к процессору и часто разделяется на кэш данных и кэш инструкций.
• L2 или кэш второго уровня. Он может быть как внутренним, так и внешним, и не различает данные и инструкции.
• L3 или кэш третьего уровня. Он может быть как внутренним, так и внешним, но может вовсе отсутствовать. Он не различает данных и инструкций.

Типы кэш-памяти

Мы завершаем руководство о том, что такое кэш-память, объясняя, каковы основные типы этого типа памяти.

Кэш процессора

Кэш процессора является кэшем, используемым процессором компьютера для ускорения операций доступа к основной памяти.

Кэш страницы

Кэш страниц является частью памяти, используемой операционной системой, чтобы скопировать данные использования на жестком диске. Операционная система использует всю оперативную память, которая не выделяется непосредственно другим приложениям, поскольку доступ к этой основной памяти происходит быстрее, чем к жесткому диску.

Дисковый кеш

Дисковый кэш тип похож на оперативную память, которая интегрирована в жесткий диск. Когда он присутствует, он используется для загрузки секторов жесткого диска, смежных с требуемыми, избегая перемещения читающей головки и ускоряя операцию чтения.

Веб-кэш

Веб-кэш является частью жесткого диска, который используют веб-браузеры (Chrome, Edge, Firefox) или прокси-серверs, чтобы сохранить просмотренные интернет-страницы.

Веб-кэш используется для сохранения HTML-кода, изображений и всей информации, необходимой для просмотра интернет-страницы, чтобы сократить время доступа к странице в случае, если пользователь захочет просмотреть её снова. Когда пользователь повторно заходит на такую страницу, нет необходимости запрашивать весь код с веб-сервера, на котором размещена страница, поскольку большая часть информация уже будет храниться в веб-кэше.