操作系统中缓冲与缓存的区别

大多数用户对缓冲和缓存这两个术语感到困惑。虽然它们都临时存储数据，但它们并不相同。缓冲主要用于匹配发送方和接收方之间的通信速度。另一方面，缓存提高了对常用数据的访问速度。

在本文中，您将了解操作系统中缓冲和缓存之间的区别。但在讨论差异之前，您必须了解操作系统中的缓冲和缓存。

什么是缓冲？

缓冲是主内存（RAM）的一个组成部分，它在数据在两个设备之间传输时临时保存数据。缓冲有助于匹配数据流的发送方和接收方速度。如果发送方的传输速率慢于接收方的速率，则在接收方的内存中创建一个缓冲区，用于存储从发送方接收的字节。当所有数据字节到达后，接收方就有数据可以处理了。

当发送方和接收方的数据传输大小不同时，缓冲也很有用。缓冲区用于计算机网络中对数据进行分段和重组。在发送方，大量数据被分成小数据包并通过网络发送。在接收方，创建一个缓冲区，收集所有数据包，并将它们重新组合成一个大型数据集。

对于应用程序 I/O，缓冲还支持复制语义。您可以使用一个示例来解释复制语义。假设一个程序在缓冲区中有数据必须写入硬盘。应用程序使用write()系统函数来完成。如果应用程序在系统调用返回之前修改了缓冲区数据，在这种情况下，复制语义将提供系统调用时的数据版本。

示例：以打印机假脱机为例，您可能需要打印多页输入；但是，处理和打印速度很慢。这里使用了缓冲。

操作系统中缓冲的特点

OS 中的缓冲有多种特点。缓冲的一些特点如下：

1. 这是一种处理重叠输入/输出和单任务处理的方法。当读取数据且处理器即将开始处理时，会立即命令输入设备开始下一个输入。
2. 它还支持复制语义过程，这意味着缓冲区中的数据版本和系统调用时的数据版本必须相同。
3. 它解决了用于传输数据的两个设备之间速度差异的问题。

什么是缓存？

缓存是处理器实现的内存，它保存原始数据的副本。缓存内存的主要概念是，最近访问的磁盘块应保存在缓存内存中，以便任何用户再次需要访问相同的磁盘块时，可以通过缓存内存本地处理，从而消除网络流量。

缓存内存大小有限，因为它只存储最近使用过的数据。当您更改缓存文件时，您也可能会看到原始文件发生变化。如果您需要缓存内存中不存在的数据，它将从源复制到缓存内存，并在下次请求数据时提供给用户。

缓存数据也可以存储在磁盘上而不是 RAM 中，这样更可靠。如果计算机系统被破坏，缓存的数据会保留在磁盘上，但数据会丢失在易失性内存（如 RAM）中。将缓存数据存储在主内存中的一个主要好处是它可以快速访问。

示例：缓存用于系统以提高对常用数据的访问速度。

缓存的优点和缺点

操作系统中的缓存有多种优点和缺点。缓存的一些优点和缺点如下：

优点

1. 它比系统的内存和二级存储器更快。
2. 它通过存储 CPU 经常使用的所有信息和指令来提高 CPU 的性能。
3. 缓存内存比 RAM 的数据访问速度更快。
4. 随着数据访问速度的提高，CPU 工作得更快。

缺点

1. 它比其他内存贵得多。
2. 其存储容量有限。
3. 它临时存储数据。
4. 如果系统关闭，内存中存储的数据将被销毁。

操作系统中缓冲与缓存的关键区别

操作系统中缓冲和缓存之间有多种关键区别。缓冲和缓存的一些主要区别如下：

1. 缓冲区内存补偿了发送方和接收方之间数据流速度的差异。相反，缓存是一种缓存数据的内存，用于提高常用数据的访问速度。
2. 缓冲区可能始终在 RAM 中实现。相反，缓存内存可以在磁盘和 RAM 中实现。
3. 缓冲区始终包含将与接收方共享的原始数据。相反，缓存内存存储原始数据的副本。
4. 缓冲区可以实现为先进先出（First in, First out）策略。另一方面，缓存内存可以实现为最近最少使用（Least Recently Used）策略。
5. 缓冲区内存主要用于 I/O 过程。另一方面，缓存内存用于从系统磁盘进行读取和写入过程。
6. 缓冲区可以是硬件或软件缓冲区。相反，缓存是快速磁盘，因此是硬件。

缓冲与缓存操作系统的逐项比较

OS 在缓冲和缓存之间有各种逐项比较。缓冲和缓存的一些比较如下：

结论

缓冲和缓存都临时存储数据，尽管它们的目的不同。缓冲区匹配两个通信设备的速度。另一方面，缓存加快了对频繁访问数据的访问速度。