CPU与高速缓存（数据库）

什么是高速缓存技术:

高速缓存英文是cache。一种特殊的存储器子系统，其中复制了频繁使用的数据，以利于CPU快速访问。存储器的高速缓冲存储器存储了频繁访问的 RAM 位置的内容及这些数据项的存储地址。当处理器引用存储器中的某地址时，高速缓冲存储器便检查是否存有该地址。如果存有该地址，则将数据返回处理器；如果没有保存该地址，则进行常规的存储器访问。因为高速缓冲存储器总是比主RAM 存储器速度快，所以当 RAM 的访问速度低于微处理器的速度时，常使用高速缓冲存储器。

高速缓存的作用:

在CPU开始执行任何指令之前，都会首先从内存中取得该条指令以及其它一些相关数据和信息。为了加快CPU的运行速度，几乎所有的芯片都采用两种不同类型的内部存储器，即高速缓存。缓存被用来临时存放一些经常被使用的程序片段或数据。

一级高速缓存是性能最好缓存类型，与解释指令和执行算术运算的处理单元一到构成CPU的核心。CPU可以在全速运行的状态下读取存放在一级高速缓存中的指令或数据。Intel的处理器产品一般都会具有32K的一级缓存，而象AMD或Via这种竞争对手的产品则会使用更多的一级缓存。

如果在一级缓存中没有找到所需要的指令或数据，处理器会查看容量更大的二级缓存。二级缓存既可以被集成到CPU芯片内部，也可以作为外部缓存。Pentium II处理器具有512K的二级缓存，工作速度相当于CPU速度的一半。Celeron以及更新的Pentium III芯片则分别具有128K和256K的在片二级缓存，能够在处理器全速下运行。

对于存放在速度较慢的二级缓存中的指令或数据，处理器往往需要等待2到4个时钟周期。为了充分利用计算资源，CPU可以在这段时间内查看和执行其它正在等候处理，但不需要使用额外数据的指令，从而提高整个系统的速度，把空闲时间降低到最低程度。

CPU是Central Processing Unit的缩写，是中央处理器的意思。我们经常听人谈到的486,Pentium就是CPU 。CPU是一个电子元件，其规格就标注在元件上或元件的包装盒上，如i80486DX2-66这行编号就代表了这颗处理器是Intel公司制造的486等级的CPU，它的最高工作频率是66Mhz；又如K6-200的CPU，代表了这颗是AMD公司制造的586MMX级的CPU，它的最高工作频率是200Mhz。

CPU的工作原理其实很简单,它的内部元件主要包括：控制单元，逻辑单元，存储单元三大部分。指令由控制单元分配到逻辑运算单元，经过加工处理后，再送到存储单元里等待应用程序的使用。

为了增加CPU的执行效能各厂商发展出很多技术。例如：

1、多个运算单元同时进行运算。

2、管线功能：让指令或资料同时多笔准备好。

3、预先存取功能：当程序或资料还没有执行到时，便预先取得并存于CPU内。

4、预测功能：预测程序会执行的路径预先把资料先取回来。

5、多媒体功能：把一些以往由专业多媒体芯片的功能加入CPU。 例如 Intel 的 MMX。

以下是常见的CPU厂家：

1、Intel

2、AMD

3、Cyrix（已被VIA收购）

4、IDT（已被VIA收购）

评判CPU的性能好坏的几个主要参数包括超频、内存总线速度、扩展总线速度、工作电压、地址总线宽度、数据总线宽度、内置协处理器、超标量、L1高速缓存、采用回写。超频：CPU的频率包括主频、外频、倍频。外频即系统总线的工作频率，主频即CPU内部的工作频率：外频=主频×倍频。现在一般的标准外频包括66Mhz 133Mhz 100Mhz。标准的倍频包括：2、2.5、3、3.5、4、4.5、5等。

“超频”乃是当前众多DIYer们的口头禅，但同时又令许多对电脑了解不多的人感到困惑。下面我就简单为大家介绍一下“超频”。

“超频”就是强制CPU在高于标称频率的频率下工作，通过提高计算机主频来提高计算机的性能。但现在DIYer们已把超频扩到了更大的领域，除了CPU，AGP卡、PCI介面卡、DRAM甚至于硬盘等都因为CPU外频提升而工作在规格以上的频率，从广义上讲这都叫做超频。

下面我就先从CPU的超频谈起。提高CPU的工作频率有两种方法：提高倍频系数和提高外部总线频率。

外部总线频率就是我们常说的66MHz、75MHz、83MHz、100MHz，甚至更高。倍频系数就是CPU的工作频率和CPU内部频率的比值，比如3倍频、3. 5倍频等。如赛扬300A的工作频率是300Mhz，其内部频率是66Mhz，倍频数为4.5。那么是否每一个CPU都能超频，超频又需要什么条件呢？一般来说Intel公司生产的CPU的超频性能最好，一般都可以稳定地向上超两个等级；而其他几家的产品超频性则弱的多，有些甚至根本不能超。因为超频会使CPU和电脑的其它部件在超额状态下工作，所以选用质量好的部件是超频成功的关键。

为了超频，一般来说名牌主板是你最好的选择，如升技的BH6、BX2，技嘉的GBBX2000，华硕的P2B等，他们不仅做工精良，且支持多种外频。名牌主板虽然性能优异，但价格昂贵，如果囊中羞涩，则可选择较便宜的主板，如华基、麒麟等，它们也有不错的超频能力。此外，在选择主板时，最好选择具有软跳线功能的主板。使用软跳线的主板在改变CPU工作频率时就不用在复杂的主板电路上寻觅那些不起眼的跳线了。

超频的另一瓶颈就是内存，早期的72线EDO内存超频能力一般，最多能上到75Mhz外频，能跑83Mhz外频的少之又少。现在的168线SDRAM内存又分为PC100和非PC100两种。一般来说PC100的要比非PC100的贵几十元。不过为了机器能够稳定地运行在100MHz或更高频率上，PC100内存是必不可少的。PC100内存又有不同的规格，它们的速度不一样。从理论上说，CPU要想稳定地运行在100MHz外频下，内存速度必须是-10以上的。（所谓-10就是指内存的工作周期为10ns，以下同理。）因为1秒除以100M等于10纳秒。同理，你若想使用125MHz外频，则内存速度必须是-8以上的。现在市面上的内存有不少标称自己是-7的，但实际上只有三星的KMXXXSXXXXBT－G7等几个名牌型号才是真正的7ns的，其它的则都是奸商们通过打磨，使10ns的 SDRAM产品披上了7ns的外衣。

硬盘也是超频路上的一道坎。总的来说，各种硬盘的较新型号都有较强的超频能力，而早期产品则超频性能不佳。在各种硬盘中，笔者向大家推荐昆腾系列硬盘，一直以来昆腾就以较强的超频能力著称于世。尤其是其火球七代和火球八代超频性能更是出众。

超频成功与否还与其他设备密切相关。在一台计算机中还有各种各样的板卡。它们采用不同的总线接口，如现在流行的AGP显卡。AGP接口的标准频率是66.6MHz，它的工作频率与CPU的外部总线频率之比是1：1或1.5：1。当CPU工作在133MHz外频时，它的工作频率将会高达88.6MHz，这对AGP显卡来说无疑是一种考验。当使用 PCI卡时，如工作频率达到100MHz，则会使用3分频，既100除以3，等于33.3MHz。所以在133MHz下，PCI卡的工作频率将是44.3MHz，高于标准的33.3MHz达30%，如此苛刻的条件并不是每一种PCI卡都能承受的。

如果你的电脑配件都能达到上述条件，那么恭喜你，你已经达到了超频的基本条件。但这并不意味着你的超频一定成功。使电脑各部件超负荷运转，必然会产生大量的热。而热则是各种电子部件的大敌，当温度达到80摄氏度，就会发生电子转移现象，从而损坏设备。用手摸摸你的CPU吧，如果它的表面温度已达到了50至60摄氏度，则它的内部温度已经到了80摄氏度，这已经是危险温度了。所以好的降温设备是超频者必不可少的。

http://www.ahtvu.ah.cn/jxc1/dzjan/protect/cpu/cpu02.htm

参考资料：http://dx.xin265.com/Article/computer/hardsoft/200510/Article_468.html

CPU与I/O设备之间的数据传送方式及特点： 1、查询控制方式： CPU通过程序主动读取状态寄存器以了解接口情况，并完成相应的数据 *** 作。查询 *** 作需要在时钟周期较少的间隔内重复进行，因而CPU效率低。 2、中断控制方式： 当程序常规运行中，若外部有优先级更高的事件出现，则通过中断请求通知CPU，CPU再读取状态寄存器确定事件的种类，以便执行不同的分支处理。这种方式CPU效率高且实时性好。 3、DMA（Direct Memory Access）控制方式： 顾名思义，直接内存存取即数据传送的具体过程直接由硬件（DMA控制器）在内存和IO之间完成，CPU只在开始时将控制权暂时交予DMA，直到数据传。原始数据是用户数据库中的数据，或者是终端用户所存储使用的各种数据，是未经过处理或简化的数据，这些数据可能是也可能不是机器可读形式。它构成了物理存在的数据。原始数据有多种存在形式，如文本数据，图像数据，音频数据或者几种数据混合存在。 中文名 原始数据 外文名 raw data 又称 用户数据 元数据 又称系统数据 类型 基本类型 快速 导航 元数据基本类型研究方向 定义 在数据库中：原始数据又称用户数据，是未经过处理或简化的数据，这些数据可能是也可能不是机器可读形式。它构成了物理存在的数据。在数据库中一般是一几种基本的数据类型存在。 元数据 元数据是系统数据库中的数据，其主体是数据字典。

有四种方式： 1、查询控制方式： CPU通过程序主动读取状态寄存器以了解接口情况，并完成相应的数据 *** 作。查询 *** 作需要在时钟周期较少的间隔内重复进行，因而CPU效率低。 2、中断控制方式： 当程序常规运行中，若外部有优先级更高的事件出现，则通过中断请求通知CPU，CPU再读取状态寄存器确定事件的种类，以便执行不同的分支处理。这种方式CPU效率高且实时性好。 3、DMA（Direct Memory Access）控制方式： 顾名思义，直接内存存取即数据传送的具体过程直接由硬件（DMA控制器）在内存和IO之间完成，CPU只在开始时将控制权暂时交予DMA，直到数据传输结束。

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