Что такое кэш страницы?

Кэш страницы, также называемый дисковым кешем, представляет собой область оперативной памяти компьютера (RAM), которая используется для хранения и, возможно, изменения данных, хранящихся на жестком диске или другом постоянном устройстве хранения. Операционная система использует кэш страниц для скорости и эффективности, потому что она быстрее считывает и записывает информацию в ОЗУ, чем для постоянного доступа к областям жесткого диска. В большинстве случаев механизм, используемый для кэширования областей жесткого диска, автоматически контролируется операционной системой и не должен управляться или иным образом обрабатываться пользователями или приложениями. В зависимости от операционной системы кэширование страниц иногда используется для любого чтения и записи с жесткого диска, независимо от объема читаемой или записываемой информации. Другой характерный для операционной системы атрибут кеша страниц заключается в том, что по истечении заданного периода времени кеш автоматически очищается от любой неиспользуемой информации, чтобы поддерживать большой пул свободной памяти для других приложений.

Когда компьютерная программа запрашивает информацию с традиционного жесткого диска, может потребоваться относительно длительный процесс для извлечения информации. Жесткий диск является носителем с произвольным доступом, поэтому он должен физически перемещать устройство чтения в место на диске, которое соответствует местоположению, в котором находится блок данных. После этого информация считывается в компьютер, где она может быть обработана. Для считывания последовательных блоков информации с привода необходимо выполнить больше движений физического считывателя или головы. Этот процесс может занимать еще больше времени при записи больших файлов на диск.

Компьютерная RAM, с другой стороны, не требует физического считывателя и расположена очень близко к центральному процессору (ЦП) компьютера. Чтение и запись в ОЗУ происходит намного быстрее, чем чтение и запись на жесткий диск. Кэш страниц - это способ минимизировать объем физического чтения и записи, которые должны выполняться на жестком диске

Процесс выполняется путем считывания определенного количества информации с жесткого диска при запросе. Объем данных, которые хранятся в кеше страниц в ОЗУ, определяется размером кеша, а не обязательно объемом запрошенной информации. Как только данные с накопителя находятся в ОЗУ, они остаются в ОЗУ до тех пор, пока они больше не понадобятся, или до момента, когда любые изменения данных в кеше необходимо записать или сбросить на жесткий диск, чтобы они были постоянными сохранены. Очистка кеша может происходить, когда память должна быть освобождена, по истечении определенного периода времени или даже при выполнении пользовательской команды, если это необходимо.

Кэш страницы чаще всего используется для хранения файлов, которые не изменяются, но на которые необходимо постоянно ссылаться, таких как исполняемые файлы и библиотеки для приложений. Чтобы повысить скорость и безопасность выполнения приложений из кэша страниц, некоторые системы отмечают память, используемую для исполняемых файлов, только для чтения. Использование кеша фактически может увеличить срок службы жесткого диска, уменьшив вероятность переразбиения диска при многократном чтении и записи за короткий промежуток времени.