تمثل ذاكرة التخزين المؤقت معلومات تُخزن مؤقتًا على جهاز الكمبيوتر. سنشرح لك هنا كل شيء بدءًا من معنى هذه الوحدة المهمة وصولًا إلى كيفية حذف البيانات التي تحتويها.
مخبأ
باختصار، ذاكرة التخزين المؤقت هي ذاكرة سريعة الوصول، ووظيفتها الأساسية هي الاحتفاظ بالبيانات التي تتوقع وحدة المعالجة المركزية (CPU) استخدامها قريبًا لإنجاز مهام قصيرة الأجل، مما يُسهّل الوصول إليها. كما أنها تُقلل من وقت الانتظار عند استرجاع المعلومات من الذاكرة الرئيسية (RAM: ذاكرة الوصول العشوائي).
توجد ثلاثة أنواع من ذاكرة التخزين المؤقت : ذاكرة التخزين المؤقت للقرص، وذاكرة التخزين المؤقت للمسارات، وذاكرة التخزين المؤقت للويب. مع ذلك، سنشير إليها في هذه المقالة ببساطة باسم ذاكرة التخزين المؤقت للحاسوب.
ملامح
فيما يلي بعض الجوانب الرئيسية التي تميز ذاكرة التخزين المؤقت :
يمثل المستوى الأصغر والأسرع والأعلى تكلفة من بين جميع المستويات المشاركة في نظام التسلسل الهرمي للذاكرة.
يخزن البيانات وتعليمات البرنامج بسرعة عالية.
إنه أسرع من ذاكرة الوصول العشوائي ، ولكنه أبطأ من وحدة المعالجة المركزية. لذلك ، فإنه يولد حالة من التوازن ، مما يحسن أداء النظام ، وبالتالي أداء الكمبيوتر.
وهو يتألف من بعدين ، أولهما يتكون من كتل بيانات الذاكرة الرئيسية ذات أعلى إمكانية وصول ، والثاني حسب درجة ارتباطها.
عملية
تعمل ذاكرة التخزين المؤقت بشكل مشابه جدًا لوحدة المعالجة المركزية، ولكنها تؤدي وظائفها بشكل أسرع، على الرغم من أنها أصغر حجمًا.
كما ذكرنا سابقاً، تتولى ذاكرة التخزين المؤقت مسؤولية استرجاع المعلومات التي يحتاجها المعالج المركزي (CPU)، دون الحاجة إلى وصول المعالج المركزي إلى ذاكرة الوصول العشوائي (RAM). لذا، يمكن وصف آلية عمل ذاكرة التخزين المؤقت بشكل عام كما يلي:
أولاً ، تدير وحدة المعالجة المركزية التعليمات التي تأتي من البرامج. هذا ممكن بفضل استخدام الخوارزميات المعقدة. ثم يتم تحميل هذه المعلومات في ذاكرة الوصول العشوائي ومن هناك يتم نقلها إلى المعالج.
مع ذلك، ولزيادة كفاءة وحدة المعالجة المركزية، تُخزَّن المعلومات الأكثر أهمية واستخدامًا في ذاكرة التخزين المؤقت (الكاش ) بدلًا من الذاكرة الرئيسية. يُحسِّن هذا من أداء النظام، إذ يُلغي الحاجة إلى قطع مسافات طويلة لاسترجاع المعلومات التي تحتاجها وحدة المعالجة المركزية.
ويرجع ذلك إلى حقيقة أن ذاكرة التخزين المؤقت تقع بين ذاكرة الوصول العشوائي ووحدة المعالجة المركزية، وبالتالي تشكل المستوى الأقرب إلى المعالج داخل نظام التسلسل الهرمي للذاكرة.
في هذه النقطة، من المهم الإشارة إلى أن ذاكرة التخزين المؤقت تعمل في البداية على مرحلتين تُعرفان بالمستوى 1 والمستوى 2. الأولى أصغر حجماً ولكن الوصول إليها أسرع، بينما الثانية تتصرف بطريقة معاكسة.
يُجرى البحث الأولي في المستوى الأول، الأقرب إلى وحدة المعالجة المركزية. إذا لم تُعثر على المعلومات هناك، يُستخدم مستوى التخزين المؤقت الثاني . وهذا أسرع من البحث في ذاكرة الوصول العشوائي.
مع ذلك، وبفضل التطورات التكنولوجية، تحتوي المعالجات الحالية على مستوى إضافي يُعرف بذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الثالث. بل إن بعض الأجهزة تحتوي على مستوى رابع، ولكن نظرًا لقلة شيوع ذلك، فلن نتطرق إلى تفاصيله.
وبالتالي ، عند تشغيل البرنامج ، يتم تخزين المعلومات في ذاكرة الوصول العشوائي ، ومن هناك تنتقل إلى المستوى 3 من ذاكرة التخزين المؤقت ، ثم المستوى 2 ، حتى تصل إلى المستوى 1 من الذاكرة.
وبالمثل ، بينما لا يزال البرنامج قيد التشغيل ، تحاول وحدة المعالجة المركزية العثور على الإرشادات والبيانات الموجودة في ذاكرة التخزين المؤقت الأقرب إليها ، أي في ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى 1 ، وذاكرة المستوى 2 ، وأخيراً إلى المستوى 3 من ذاكرة التخزين المؤقت.
إذا لم ينجح البحث في الذكريات الثلاث المعنية ، ينتقل المعالج بالضرورة إلى ذاكرة الوصول العشوائي. لسوء الحظ ، كلما زادت المسافة التي يتعين عليك قطعها للوصول إلى المعلومات ، زاد وقت الاستجابة. الأمر الذي ينتهي بالتأثير سلبًا على أداء النظام.
مستويات
فيما يلي خصائص كل مستوى من المستويات التي يتم تقسيم ذاكرة التخزين المؤقت إليها من وجهة نظر تشغيلها:
ذاكرة التخزين المؤقت L1
يشير هذا إلى ذاكرة التخزين المؤقت من المستوى الأول ، والتي تُسمى أيضًا ذاكرة التخزين المؤقت الداخلية. وهي تخزن البيانات الأكثر استخدامًا من قِبل وحدة المعالجة المركزية (CPU). ولأنها تقع بالقرب من وحدة المعالجة المركزية، فإن هذا النوع من ذاكرة التخزين المؤقت هو الأسرع، ولكنه أيضًا الأصغر حجمًا.
في الأساس ، يحتوي على مواصفات العمليات التي سيتم تنفيذها ، وكذلك كيفية تنفيذها.
ذاكرة التخزين المؤقت L2
هذه الذاكرة هي الثانية من حيث الحجم بعد التخزين المؤقت 1. ومع ذلك ، فإن ما تكتسبه من حجم يفقد السرعة. إنها وحدة البحث عن المعلومات الثانية ، عندما لا تنجح مع ذاكرة التخزين المؤقت L1.
في أجهزة الكمبيوتر القديمة ، مثل ذاكرة المستوى 1 ، تم تثبيته على اللوحة الأم. وهو موجود حاليًا داخل نفس شريحة المعالج.
أخيرًا ، يحتوي على البيانات والإرشادات التي تحتاجها البرامج للتشغيل بسرعة.
ذاكرة التخزين المؤقت L3
إنها ذاكرة مشتركة بين جميع أنوية وحدة المعالجة المركزية. نظرًا لموقعها ، فهي في مستوى أقل من ذاكرة التخزين المؤقت L2 فيما يتعلق بقربها من المعالج وسرعته ، ولكن في نفس الوقت يتضح أنها الذاكرة ذات السعة الأعلى ، بينما لا تزال أسرع من ذاكرة الوصول العشوائي .
في هذه المرحلة يجب توضيح أنه من الممكن نقل المعلومات بين المستويات الثلاثة. بهذه الطريقة يمكننا التحدث عن نوعين من النقل:
شامل: تحتفظ ذاكرة التخزين المؤقت لأصل المعلومات بنسخة منها بمجرد نقلها إلى مستوى آخر.
حصري: يتم حذف المعلومات المطلوبة من ذاكرة التخزين المؤقت للمصدر عند إرسالها.
عملية الكتابة
حتى الآن، لم نتطرق إلا إلى عملية استرجاع المعلومات. ومع ذلك، تقوم ذاكرة التخزين المؤقت أيضاً بعملية الكتابة المقابلة، والتي سنشرحها أدناه:
هذه العملية بسيطة للغاية ، لأنه بدلاً من الكتابة على ذاكرة الوصول العشوائي ، تتم مباشرة على ذاكرة التخزين المؤقت. هذا ممكن بفضل وجود سياسات الكتابة ، وهي طريقة لضمان الاتساق بين نوعي الذاكرة ، حتى عند التحديث من خلال عمليات الكتابة. سياسات الكتابة التالية معمول بها:
إعادة الكتابة: لا يتطلب تحديث ذاكرة الوصول العشوائي ، لأنه عندما تكون المعلومات بحاجة إلى نقل من ذاكرة التخزين المؤقت إلى الذاكرة الرئيسية ، فإنها تفعل ذلك مباشرة دون فقدان الترابط بين الذكريات.
الكتابة - من خلال: يتطلب الوصول المستمر إلى ذاكرة الوصول العشوائي في كل مرة يتم كتابة سطر ذاكرة التخزين المؤقت. مع تحديث ذاكرة RAM باستمرار ، ينخفض أداء عملية الكتابة.
مسح ذاكرة التخزين المؤقت
من العوامل التي تؤثر غالباً على أداء الحاسوب، وسرعة المعالجة، والوصول إلى المعلومات، تراكم الملفات في ذاكرة التخزين المؤقت . لذا، يُنصح بتنظيف ذاكرة التخزين المؤقت بانتظام، ولكن دون إفراط.
من المهم ملاحظة أنه لا يمكن حذف جميع المعلومات المخزنة في ذاكرة التخزين المؤقت ؛ على سبيل المثال: تبقى كلمات المرور والمستندات التي تم تنزيلها والإعدادات والمحادثات، بينما يتم حذف سجل الصفحات التي تمت زيارتها، بالإضافة إلى المعلومات التي تم الوصول إليها من خلال كلمات المرور.
بعد ذلك، سنوضح لك كيفية مسح ذاكرة التخزين المؤقت :
أول شيء يجب فعله هو الانتقال إلى قائمة ابدأ في Windows ، وفي مربع البحث الموجود في لوحة المهام ، نبحث عن Disk Cleanup.
تعرض الشاشة التالية الخيارات المتعلقة بالملفات التي يمكن حذفها. نحتفل بالمربع المقابل لملفات الإنترنت المؤقتة.
ثم نضغط حيث تقول "موافق". يبدأ النظام فورًا في فحص وحذف الملفات الموجودة في ذاكرة التخزين المؤقت. عند الانتهاء ، تظهر لنا رسالة تفيد بإتمام العملية.
هناك طريقة أخرى لمسح ذاكرة التخزين المؤقت وهي تشغيل أمر. يتطلب ذلك الضغط على مفتاح Windows مع الحرف R (Win + R) لفتح مربع حوار التشغيل. في حقل "فتح"، اكتب Cmd ثم انقر فوق "موافق".
في النافذة التالية نقوم بتنفيذ أمر تنظيف DNS ، بكتابة: ipconfig / flushdns والضغط على مفتاح Enter.
الآن الشيء الوحيد المتبقي هو انتظار انتهاء الإجراء من تلقاء نفسه ، وبعد ذلك يتم إعادة تشغيل النظام تلقائيًا مع حفظ التغييرات ونحن على استعداد للمتابعة.
قد تكون مهتمًا أيضًا بميزات وحدة المعالجة المركزية وأنواع ذاكرة الوصول العشوائي.