Vahemälu: erinevus redaktsioonide vahel

'''Vahemälu''' <ref>Большой толковый словарь русского языка / автор, сост. и гл. ред. С. А. Кузнецов. 2000 г. РАН Институт лингвистических исследований</ref><ref>Захаренко Е. Н., Комарова Л. Н., Нечаева И. В. Новый словарь иностранных слов. М.: 2003</ref><ref>Толковый словарь по вычислительной технике. Microsoft Press, из-во «Русская Редакция», 1995</ref><ref>Русский орфографический словарь: около 180 000 слов / Российская академия наук. Институт русского языка им. В. В. Виноградова / О. Е. Иванова, В. В. Лопатин (отв. ред.), И. В. Нечаева, Л. К. Чельцова. — 2-е изд., испр. и доп. — М.: 2004. — 960 с.</ref> ([[inglise keel|inglise]] ''cache''; [[prantsuse keel|prantsuse]] ''cacher'' — peita; hääldatakseIPA: [{{IPA|kæʃ}}]) on komponent, mis hoiustab andmeid nende kiireks uuesti kasutamiseks. Vahemälust andmete lugemine on kiirem kui lähteandmete lugemine [[muutmälu]]st (RAM) või kõvakettalt. Vahemälu kasutamise tulemusena väheneb korduvalt kasutatavate andmete lugemseks kulunud aeg ja suureneb üldine tulemuslikkus arvutisüsteemis.

Vahemälu koosneb kirjete kogumist. Iga kirje on seotud andmeühikuga või andmete blokiga (väikese osaga andmetest), mis on andmeühiku koopia püsimälus. Igal sissekandel on tunnus -ID, mis määratleb andmeühikute vastavuse vahemälus nende koopiatega põhimälus.

Kui vahemälu kasutaja ([[CPU]], [[veebibrauser]], [[operatsioonisüsteem]]) soovib andmeid, uuritakse kõigepealt vahemälu. Kui vahemälus leitakse kirje ID-ga, mis sobib otsitud andmeühiku ID-ga, siis kasutatakse andmeelementide vahemälu. Seda nimetatakse vahemälu tabamuseks (''cache hit''). Kui vahemälust ei leitud kirjet, mis sisaldab otsitud ID-d, siis loetakse see põhimälust vahemällu ja on sealt edaspidistel vahemälu otsingutel kättesaadav. Seda nimetatakse vahemälu möödalask (''cache miss''). Vahemälust leitud tulemuste protsenti võrreldes päringutega nimetatakse cache tabamuse tasemeks või tabamuse koefitsiendiks.

Näiteks veebilehitseja kontrollib [[URL]]-s küsitud veebilehe lokaalse koopia olemasolu ketta lokaalses vahemälus. Selle näite puhul on URL tunnus, aga veebilehe sisu – see on andmete osadosa.

''Write-back'' vahemälu uuendamine toimub andmeelementide eemaldamisel perioodiliselt või kliendi päringu järel. Et jälgida modifitseeritud andmeelemente, säilitavad vahemälu kirjed modifitseerimise tunnuse (“muudetud”). Möödalask ''write-back cache''’st<nowiki>'</nowiki>st võib nõuda kahte pöördumist põhimälu juurde: esiteks vahemälust andmeelementide üleskirjutamiseks, teiseks vajaliku andmeelemendi lugemiseks.

Juhul, kui andmeid põhimälus saab muuta sõltumata vahemälust, võib vahemälu kirje muutuda mitteaktuaalseks. Vahemälude vahelisi koostööprotokolle, mis säilitavad andmete kooskõlastust, nimetatakse vahemälu sidususe [[protokoll]]ideks.

# väliste kõvaketaste mõningaid mälublokke kasutavad mitmed protsessid samaaegselt ja on mõttekas lugeda blokki üks kord, seejärel hoida muutmälus üks koopia blokist kõikide protsesside jaoks;

# muutmälu lehekülgede hulk, mis on jagatud puhvriteks, mis on pikkuselt võrdsed vastava välismälu seadme andmeblokile;

# juhul, kui antud puhver on hõivatud, siis ootab tema vabanemist;

# juhul, kui puhvrit hash tabelis ei leita, võtab esimese vaba puhvri vabade puhvrite nimekirja lõpust;

# juhul, kui vabade puhvrite nimekiri on tühi, siis toimub algoritmi nihe (vt allpool);

# juhul, kui antud puhver on märgitud kui “määrdunud”, kirjutab puhvri sisu asünkroonselt välisesse mällu;

# kui protsess luges mingi ploki puhvrisse, siis on tõenäoline, et teine protsess leiab selle ploki lugemiseks puhvri [[muutmälu]]st.

# [[LRUMRU]] (''LeastMost Recently Used'') — väljasurutakse viimati kasutatud puhver, mis on kõige kauem kasutamata;

# [[MRULFU]] (''MostLeast RecentlyFrequently Used'') — väljasurutakse kõige viimatiharvem kasutatud puhver;

Ühe või teise algoritmi kasutamine sõltub andmete puhverdamise strateegiast. LRU on kõige efektiivsem, kui on tagatud, et andmeid kasutatakse korduvalt lähitulevikus. MRU on kõige efektiivsem, kui on tagatud, et andmeid ei kasutata korduvalt lähitulevikus. Kui taotlus määratleb selgesõnaliselt teatud hulga andmete puhverdamise strateegia, töötab vahemälu kõige tõhusamalt.

# write-back – andmete üleskirjutamine toimub vahemällu. Kirjutamine põhimällu tehakse hiljem (väljatõrjumise või aja möödumise järel), rühmitades ühes operatsioonis mitu üleskirjutuse operatsiooni kõrvalasuvatesse pesikutesse. Write-back’iback'i töötlemise tehnoloogia teeb mõneks ajaks andmed põhimälus ebaolulisteks, keskprotsessori jaoks need ebaolulisused ei ole märgatavad, kuid enne teise juhtiva mälusüsteemi siini poole pöördumist ([[DMA controller]], sinihaldur-[[PCI]] siini seadmed) tuleb vahemälu salvestada mällu sunniviisiliselt. Kui kasutada write-back’iback'i mitmeprotsessilises süsteemis, siis erinevate keskprotsessorite vahemälud peavad olema kooskõlastatud (või peavad protsessorid kasutama sama vahemälu).