操作系统缓冲和缓存的区别

大多数用户对于缓冲和缓存这两个术语感到困惑。尽管它们都是临时存储数据的方式，但它们并不相同。缓冲主要用于匹配发送者和接收者之间的通信速度，而缓存则提高频繁使用数据的访问速度。

在本文中，您将了解操作系统中缓冲和缓存的区别。但在讨论区别之前，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）的一个组件，它在数据在两个设备之间传输过程中临时存储数据。缓冲有助于匹配数据流的 发送器 和 接收器 的速度。如果发送器的传输速率慢于接收器的速率，接收器的主内存中将创建一个缓冲区，用于存储从发送器接收到的字节。当所有数据字节到达时，接收器就有了可以处理的数据。

在发送方和接收方的数据传输大小不同时，缓冲也很有用。它们在计算机网络中用于分割和重新组合数据。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，会生成一个缓冲区来收集所有数据包，并将它们收集起来组成大量的数据集。

对于应用程序的I/O，缓冲还实现了复制语义。您可以使用一个例子来解释复制语义。假设一个程序在缓冲区中有数据，必须将其写入硬盘。应用程序使用 write() system 函数来完成这个操作。假设在系统调用返回之前应用程序修改了缓冲区数据。在这种情况下，复制语义提供的是系统调用时的数据版本。

示例： 让我们以打印机打印缓冲队列作为缓冲示例，您可以将许多页面作为输入传递给打印机，但是处理和打印速度较慢。在这种情况下，使用的是缓冲。

缓冲在操作系统中的特点

缓冲在操作系统中有各种特点。缓冲的一些特点包括：

它是处理重叠的输入/输出和单作业处理的方法。当数据被读取并且处理器准备开始处理时，输入设备被要求立即开始下一次输入。
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。
它解决了用于数据传输的两个设备之间的速度差异问题。

什么是缓存

缓存是处理器实现的存储器，其中保存着 原始数据副本 。缓存内存的主要概念是将最近访问的磁盘块保存在缓存内存中，以便如果任何用户再次需要访问相同的磁盘块，可以通过缓存内存在本地处理，从而减少网络流量。

缓存存储器的大小是有限的，因为它只在内存中存储最近使用的数据。当更改缓存文件时，您可能会看到原始文件中的更改。如果您需要的数据不在缓存存储器中，它将从源复制到缓存存储器中，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，这更可靠。如果计算机系统被销毁，缓存数据将保留在磁盘上，但易失性内存（如RAM）中的数据将丢失。将缓存数据存储在主存储器中的一个主要优点是可以快速访问。

示例： 系统中利用缓存来提高对常用数据的速度访问。

缓存的优点和缺点

操作系统中缓存的优点和缺点各不相同。缓存的一些优点和缺点如下：

优点

它比系统的主存储器和辅助存储器更快。
通过存储CPU经常使用的所有信息和指令，可以提高CPU的性能。
缓存存储器的数据访问时间比RAM更快。
当数据访问速度提高时，CPU的工作速度也更快。

缺点

它比其他存储器更昂贵。
其存储容量有限。
它仅暂时持有数据。
如果系统关闭，存储在存储器中的数据将被销毁。

缓冲和缓存在操作系统中的关键区别

操作系统缓冲和缓存的区别

操作系统中的缓冲和缓存之间有许多关键区别。缓冲和缓存之间的一些主要区别如下：

缓冲内存用于弥补发送方和接收方之间的数据流速度差异。相反，缓存是缓存数据以提高频繁使用数据的访问速度的内存。
缓冲区可能总是实现在RAM中。相反，缓存内存可以在磁盘和RAM中实现。
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。
缓冲区可以实现为先进先出策略。另一方面，缓存内存可以实现为最近最少使用策略。
缓冲内存主要用于I/O过程。另一方面，缓存内存用于从系统磁盘读取和写入过程。
缓冲区可以是硬件和软件缓冲区。相反，缓存是快速磁盘，因此是硬件。

缓冲和缓存操作系统的一对一比较

操作系统在缓冲和缓存之间有各种一对一比较。缓冲和缓存的一些比较如下：

特性	缓冲	缓存
定义	它是主存储器（RAM）中的一个组成部分，用于在两个设备之间传送数据时暂时存储数据。	它是处理器实现的存储器，用于存储原始数据的副本。
基本	它匹配数据流的发送方和接收方之间的速度。	它提高了反复使用的数据的访问速度。
存储	它存储了原始数据的副本。	它存储了原始数据的副本。
位置	缓冲是主存储器（RAM）的一部分。	它实现在处理器上；然而，它也可以实现在RAM和存储器上。
策略	它可以按先进先出策略实现。	它可以按最近最少使用策略实现。
用途	它主要用于I/O过程。	它用于从系统磁盘读写过程中。
类型	它可以是硬件和软件缓冲区。	它是一个快速的磁盘，所以是硬件。