Unterschied zwischen Cache-Speicher und virtuellem Speicher
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Das Hauptunterschied zwischen Cache-Speicher und virtuellem Speicher ist das Cache-Speicher ist eine Speichereinheit, die Kopien von Daten von häufig verwendeten Hauptspeicherplätzen speichert, so dass die CPU schneller auf diese Daten zugreifen kann, während virtueller Speicher eine Speicherverwaltungstechnik ist, die es dem Benutzer ermöglicht, Programme auszuführen, die größer als der eigentliche Hauptspeicher sind.
Der Speicher ist eine wichtige Komponente des Computers. Es gibt verschiedene Arten von Speicher. Cache-Speicher und virtueller Speicher sind zwei davon. Cache-Speicher ist eine Komponente, die von der CPU verwendet wird, um die durchschnittliche Zeit für den Zugriff auf Daten aus dem Hauptspeicher zu reduzieren. Es ist kleiner als der Hauptspeicher, aber es ist sehr schnell. Auf der anderen Seite ist virtueller Speicher ein logischer Speicher. Normalerweise sind die Anwenderprogramme größer als der Hauptspeicher. Der virtuelle Speicher erweitert die Kapazität des Hauptspeichers, sodass der Benutzer große Programme ausführen kann. Kurz gesagt ist der Cache-Speicher eine Speichereinheit, während der virtuelle Speicher eine Speicherverwaltungstechnik ist, die vom Betriebssystem gehandhabt wird.
Wichtige Bereiche
1. Was ist Cache-Speicher?
- Definition, Funktionalität
2. Was ist virtueller Speicher?
- Definition, Funktionalität
3. Unterschied zwischen Cache-Speicher und virtuellem Speicher
- Vergleich der wichtigsten Unterschiede
Schlüsselbegriffe
Cache-Speicher, virtueller Speicher, Betriebssystem
Was ist Cache-Speicher?
Es gibt verschiedene Arten von Speicher. Die CPU-Register sind die schnellsten. Der Cache-Speicher ist langsamer als CPU-Register, aber schneller als der Hauptspeicher. Daher werden die von der CPU häufig verwendeten Daten im Cache-Speicher gespeichert. Die Datenübertragungsrate vom Cache-Speicher zur CPU ist schnell. Die Blöcke im Cache werden als Cache-Zeilen bezeichnet. Wenn die von der CPU benötigten Daten im Cache-Speicher verfügbar sind, werden sie als Cache-Treffer bezeichnet. Wenn die erforderlichen Daten nicht im Cache verfügbar sind, werden sie als Cache-Miss bezeichnet und diese Daten werden vom Hauptspeicher zur CPU gebracht.
Abbildung 1: Cache-Speicherorganisation
Es gibt zwei Arten von Cache-Speicherorganisationen. In einer Single-Level-Cache-Organisation gibt es einen Single-Cache. Der Hauptspeicher überträgt Blöcke in den Cache, während der Cache Wörter an die CPU überträgt. In einer mehrstufigen Cache-Organisation stehen drei Arten von Cache zur Verfügung. Sie werden als Level 1 (L1), Level 2 (L2) und Level 3 (L3) Cache bezeichnet. L1 ist der kleinste Cache, während L3 der größte Cache ist. Die am häufigsten verwendeten Daten befinden sich in L1. Die Datenübertragungsrate vom Cache der Stufe 1 zur CPU ist am schnellsten.
Insgesamt speichert der Cache-Speicher die Daten, die die CPU am meisten benötigt. Der Zugriff der CPU auf den Cache-Speicher dauert weniger lang als der Zugriff auf den Hauptspeicher.
Was ist virtueller Speicher??
Der virtuelle Speicher ist ein logischer Speicher. Es ist eine Speicherverwaltungstechnik, die vom Betriebssystem verwaltet wird. Mit dem virtuellen Speicher kann der Programmierer mehr Speicher für ein Programm als den verfügbaren Hauptspeicher verwenden. Angenommen, ein Computer verfügt über einen Hauptspeicher von 4 GB und einen virtuellen Speicher von 16 GB. Der Benutzer kann diese 16 GB verwenden, um das Programm auszuführen. Daher kann der Benutzer Programme ausführen, die mehr Speicher benötigen als die Kapazität des Hauptspeichers.
Abbildung 2: Virtueller Speicher
Insgesamt bietet virtueller Speicher zwei Vorteile. Ein Programm ist größer als der physische Speicher. Der virtuelle Speicher ermöglicht die Verwendung von Speicher mehr als der verfügbare Hauptspeicher. Außerdem wird der direkte Zugriff auf den Hauptspeicher vermieden. Bei Verwendung des virtuellen Speichers werden die virtuellen Adressen in die entsprechende physische Adresse übersetzt. Daher wird ein Speicherschutz implementiert.
Unterschied zwischen Cache-Speicher und virtuellem Speicher
Definition
Cache-Speicher ist ein kleiner Speichertyp, der einen schnellen Datenzugriff auf eine CPU ermöglicht und häufig Daten speichert. Virtueller Speicher ist eine Speicherverwaltungsmethode, die den Benutzern einen größeren Hauptspeicher täuscht.
Basis
Der Cache-Speicher ist eine Speichereinheit. Daher ist es eine Hardwarekomponente. Virtueller Speicher ist eine Speicherverwaltungstechnik. Es wird vom Betriebssystem gehandhabt.
Verwendungszweck
Die CPU benötigt mehr Zeit, um auf den Hauptspeicher zuzugreifen. Durch das Speichern der Daten im Cache kann die CPU jedoch in kürzester Zeit auf Daten zugreifen. Andererseits erlaubt der virtuelle Speicher dem Benutzer, Programme auszuführen, die größer sind als die Kapazität des Hauptspeichers.
Größe
Der Cache-Speicher ist kleiner, während der virtuelle Speicher größer ist.
Geschwindigkeit
Der Cache-Speicher ist schneller als der virtuelle Speicher.
Fazit
Der Unterschied zwischen Cache-Speicher und virtuellem Speicher besteht darin, dass der Cache-Speicher eine Speichereinheit ist, die Kopien von Daten von häufig verwendeten Hauptspeicherplätzen speichert, sodass die CPU schneller auf diese Daten zugreifen kann, während der virtuelle Speicher eine Speicherverwaltungstechnik ist, die den Benutzer ermöglicht Programme ausführen, die größer als der eigentliche Hauptspeicher sind.
Referenz:
1. Einführung in den Cache-Speicher, Tutorials Point (India) Pvt. Ltd., 24. Januar 2018, hier verfügbar.
2. Virtueller Speicher, Tutorials Point (India) Pvt. Ltd., 18. Januar 2018, hier verfügbar.
Bildhöflichkeit:
1. „Virtueller Speicher“ von Ehamberg - Eigene Arbeit (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia
