Co to jest pamięć podręczna strony?

Pamięć podręczna stron, zwana także pamięcią podręczną dysku, to obszar pamięci o dostępie swobodnym (RAM) komputera, który jest używany do przechowywania i ewentualnie modyfikowania danych przechowywanych na dysku twardym lub innym stałym urządzeniu magazynującym. System operacyjny używa pamięci podręcznej stron dla szybkości i wydajności, ponieważ odczytywanie i zapisywanie informacji w pamięci RAM jest szybsze niż ciągły dostęp do obszarów dysku twardego. W większości przypadków mechanizm używany do buforowania obszarów dysku twardego jest automatycznie kontrolowany przez system operacyjny i nie musi być zarządzany ani w inny sposób obsługiwany przez użytkowników lub aplikacje. W zależności od systemu operacyjnego buforowanie stron jest czasami używane do wszystkich odczytów i zapisów z dysku twardego, niezależnie od ilości odczytywanych lub zapisywanych informacji. Innym atrybutem pamięci podręcznej stron charakterystycznym dla systemu operacyjnego jest to, że po określonym czasie pamięć podręczna jest automatycznie usuwana z wszelkich nieużywanych informacji, aby zachować dużą pulę wolnej pamięci dla innych aplikacji.

Gdy program komputerowy żąda informacji z tradycyjnego dysku twardego, może mieć miejsce stosunkowo czasochłonny proces pobierania informacji. Dysk twardy jest nośnikiem o dostępie swobodnym, więc musi fizycznie przenieść czytnik do lokalizacji na dysku, która odpowiada lokalizacji, w której znajduje się blok danych. Po tym informacje są wczytywane do komputera, gdzie mogą być przetwarzane. Aby odczytać kolejne bloki informacji z dysku, należy wykonać więcej ruchów czytnika fizycznego lub głowicy. Ten proces może być jeszcze bardziej czasochłonny podczas zapisywania dużych plików na dysku.

Z drugiej strony pamięć RAM komputera nie wymaga fizycznego czytnika i znajduje się bardzo blisko jednostki centralnej (CPU) komputera. Odczytywanie i zapisywanie w pamięci RAM jest znacznie szybsze niż odczytywanie i zapisywanie na dysku twardym. Pamięć podręczna stron to sposób na zminimalizowanie ilości fizycznych odczytów i zapisów, które należy wykonać na dysku twardym.

Proces odbywa się poprzez odczytanie określonej ilości informacji z dysku twardego na żądanie. Ilość danych przechowywanych w pamięci podręcznej stron w pamięci RAM zależy od rozmiaru pamięci podręcznej, a niekoniecznie od ilości żądanych informacji. Gdy dane z dysku znajdują się w pamięci RAM, pozostają w pamięci RAM, dopóki nie będą już potrzebne lub do momentu, w którym wszelkie zmiany danych w pamięci podręcznej należy zapisać lub usunąć na dysk twardy, aby zostały trwale zapisane. Opróżnianie pamięci podręcznej może nastąpić, gdy pamięć musi zostać zwolniona po pewnym czasie lub nawet poprzez wykonanie polecenia użytkownika, jeśli to konieczne.

Pamięć podręczna stron jest najczęściej używana do przechowywania plików, które się nie zmieniają, ale muszą być stale używane, takich jak pliki wykonywalne i biblioteki aplikacji. Aby zwiększyć szybkość i bezpieczeństwo wykonywania aplikacji z pamięci podręcznej stron, niektóre systemy oznaczają pamięć używaną przez pliki wykonywalne jako tylko do odczytu. Korzystanie z pamięci podręcznej może w rzeczywistości wydłużyć żywotność dysku twardego, zmniejszając prawdopodobieństwo zablokowania dysku w wyniku wielokrotnych odczytów i zapisów w krótkim czasie.