1. 磁盘高速缓存(Disk Cache)


操作系统中使用磁盘高速缓存技术来提高磁盘的I/O速度，对高速缓存复制的访问要比原始数据访问更为高效。例如，正在运行的进程的指令既存储在磁盘上，也存储在物理内存上，也被复制到CPU的二级和一级高速缓存中。



不过，磁盘高速缓存技术不同于通常意义下的介于CPU与内存之间的小容量高速存储器，而是指利用内存中的存储空间来暂存从磁盘中读出的一系列盘块中的信息。因此，磁盘高速缓存在逻辑上属于磁盘，物理上则是驻留在内存中的盘块。



高速缓存在内存中分为两种形式：一种是在内存中开辟一个单独的存储空间作为磁速缓存，大小固定；另一种是把未利用的内存空间作为一个缓沖池，供请求分页系统和磁盘I/O时共享。

2. 缓冲区(Buffer)


在设备管理子系统中，引入缓冲区的目的主要有：

  • 缓和CPU与I/O设备间速度不匹配的矛盾。
  • 减少对CPU的中断频率，放宽对CPU中断响应时间的限制。
  • 解决基本数据单元大小（即数据粒度）不匹配的问题。
  • 提高CPU和I/O设备之间的并行性。


其实现方法有：

  • 釆用硬件缓冲器，但由于成本太高，除一些关键部位外，一般不釆用硬件缓冲器
  • 釆用缓冲区（位于内存区域）。





3. 高速缓存与缓冲区的对比


高速缓存是可以保存数据拷贝的高速存储器，访问高速缓存比访问原始数据更高效速度更快。其对比见表5-1。

 


表5-1 高速缓存和缓冲区的对比

 

高速缓存

缓冲区

 

相同点

都是介于高速设备和低速设备之间

区别

存放数据

存放的是低速设备上的某些数据的复制数据，也就是高速缓存上有的低速设备上面必然有

存放的是低速设备传递给高速设备的数据（或者是高速设备传送给低速设备的数据)，而这些数据在低速设备（或者高速设备）却不一定有备份，这些数据在从缓存区传送到髙速设备（或者低速设备）

目的

高速缓存存放的是高速设备经常要访问的数据，如果高速设备要访问的数据不在高速缓存中，高速设备就需要访问低速设备

高速设备和低速设备的通信都要经过缓存区，高速设备永远不会直接去访问低速设备