Состав компьютера

Программное кэширование дисков

Самого эффективного ускорения жесткого или гибкого диска можно добиться с помощью программного кэширования диска. Добавив буферы через CONFIG.SYS, можно заметно ускорить обращение к диску, но программный кэш произведет настоящую революцию. С эффективной программой кэширования ни вы, ни ваши программы не заметят разницу между вашей старенькой XT и самым дорогим, новейшим, высокоскоростным диском. Любой из них будет работать почти со скоростью RAM-диска.

Эффективный кэш почти полностью компенсирует механическое несовершенство диска. Как и буферы, кэш считывает данные с диска и хранит их в быстрой ОП. Но, в отличие от буферов, кэш имеет такую схему управления памятью, которая пытается заранее предугадать, какие данные диска вскоре понадобятся вашим программам. Хотя алгоритмы, используемые большинством кэшей, запатентованы, в основном они комбинируют с предварительным считыванием данных диска, полагая, что после считывания одного кластера вам, вероятно, понадобится следующий. Они также сохраняют наиболее часто использовавшуюся информацию, предполагая, что она может понадобиться и в дальнейшем. Каждый кэш имеет собственную стратегию распределения памяти.

Самое большое достоинство кэшей - их дешевизна. Многие производители компьютеров включают их в комплект, прилагаемый к машине. Например, все последние модели ЮМ PS/2 и Compaq снабжены соответствующими программами. Версии DOS старше 5.0 и Windows также включают собственные программы кэширования. Кэш для Windows и DOS под названием SPEEDISK.SYS может автоматически инсталлироваться как часть процедуры инсталляции Windows или DOS, или это можно сделать вручную через CONFIG.SYS. Более того, SPEEDISK.SYS обладает достаточным встроенным интеллектом, чтобы делиться памятью EMS с другими программами, которые могут ее использовать.

Коммерческие кэш-программы, такие как Flash (фирмы Software Matters, Inc., Indianapolis, Indiana) и Super PC-Kwik (фирмы Multisofr Corporation, Beaverton, Oregon), предлагают больший потенциал производительности. Одна из причин этого - лучшие алгоритмы. Более важно то, что эти кэши могут ускорять процесс записи, в то время как бесплатные кэши ускоряют только операции считывания. Применение кэшей к операциям записи особенно ценно: если вы имеете дело с гибким диском, можно передать кэшу файл для гибкого диска и заняться другой работой, в то время как кэш будет спокойно переписывать файл на медленно вращающийся гибкий диск. Но применение кэшей в процессе записи достаточно проблематично, так как жизненно важные данные оказываются уязвимыми в промежуток времени между тем моментом, когда программа пытается записать информацию на диск и кэш ее перехватывает, и моментом, когда кэш завершает запись файла на диск. Если в этот промежуток кто-то случайно отключит машину или случится что-нибудь с электричеством, данные будут потеряны, хотя и вы, и ваша программа будете уверены, что они благополучно переписаны на диск.

Кэши диска, выполняющие операции записи, пытаются свести такой риск к минимуму. В общем, кэш ждет только до тех пор. пока диск не освободится для осуществления операции записи. Обычно кэш работает так, чтобы не ждать слишком долго перед тем, как данные окажутся в безопасности. Но даже с такими предосторожностями не стоит выключать компьютер сразу после того, как вы сохранили файл, если вы применили кэш для ускорения операции записи.

Программные кэши забирают память, которую могли бы использовать другие программы, и это их самый большой недостаток. Некоторые кэши пытаются его смягчить. Например, SPEEDISK в Windows и последние версии PC-Kwik перераспределяют память и делятся ею с EMS, используемой другими программами, перебрасывая память от одной цели к другой по мере надобности, что позволяет уменьшить драку за память на диске. Кэши забирают также часть мощности микропроцессора, чтобы справиться с операциями с памятью, но это очень слабо отражается на скорости всей системы (которая здорово выигрывает от более быстрого диска, полученного при помощи кэша).

Кэши, созданные с помощью технических средств, в форме контроллера жесткого диска, снижают вышеописанные нежелательные эффекты. Но они требуют и дополнительных жертв. Техническим хэшам требуется не только собственная ОП (которой нельзя поделиться с другими программами), но и собственные контроллеры и поддерживающие схемы

Программные кэши имеют более высокую потенциальную скорость работы, чем самые дорогостоящие технические кэши. Программный кэш работает в памяти системы, таким образом, он всегда успевает за микропроцессором, независимо от типа и скорости работы микропроцессора. Технические кэши, в основном, соединяются с системой через шину расширения и поэтому зависят от ее скорости.

Любые кэши могут вызвать проблемы с совместимостью. Некоторые технические кэши-контроллеры диска показали свою несовместимость со многими популярными дисковыми утилитами (по крайней мере, с более старыми их версиями). Технические средства, при­меняемые для создания кэша, не дают этим утилитам получить прямой контроль над диском, без чего они не могут работать. Проблема снимается по мере того, как технические контроллеры становятся все более популярными, и создатели программных средств приспосабливают к ним свои творения.

следующая страница