キャッシュとバッファの違い

主な違い:キャッシュはデータを透過的に格納するため、そのデータに対する将来の要求に迅速に対応できます。 一方、データがある場所から別の場所に移動するプロセスである間、バッファはデータを一時的に格納します。

キャッシュとバッファはどちらもコンピュータ科学で利用されている一時記憶の一種です。 ただし、それらは使用される方法と機能が異なります。 キャッシュはデータを透過的に保存するので、そのデータに対する将来の要求をより迅速に処理できます。 一方、バッファは、データがある場所から別の場所、すなわち入力装置から出力装置へ移動するプロセスである間に、一時的にデータを格納する。

キャッシュには、メモリキャッシュとディスクキャッシュの2種類があります。 メモリキャッシングはキャッシュがメインメモリの一部であるときであり、ディスクキャッシングはキャッシュがハードディスクのような他の別の記憶領域の一部であるときである。 キャッシングとは、将来的にデータへのアクセスが速くなるように、データをキャッシュに格納するプロセスです。 キャッシュ内に格納されているデータは、以前に計算された値、または他の場所に格納されている元の値の複製です。 データが要求されると、まずキャッシュがチェックされ、そのデータが含まれているかどうかが確認されます。 データは、その送信元からよりもキャッシュからより速く取得することができます。

キャッシングを理解する簡単な例はWebキャッシングを見ることです。 Webキャッシュは、HTMLページや画像などのWeb文書を一時的に格納(キャッシュ)するためのメカニズムです。 これは主に、帯域幅の使用量、サーバーの負荷、および認識される遅れを減らすために行われます。 Webページが読み込まれると、ページ上のデータがキャッシュされます。 したがって、次にページがロードされるときには、データがすでに存在しているのでより速くなり、ページに加えられた変更のみをロードする必要があり、それらは次にキャッシュされます。 Googleの検索結果に表示されるキャッシュリンクは、最近停止したWebサイトから情報を取得する方法と、直接リンクをクリックするよりも迅速にデータを取得する方法を提供します。

一方、バッファは主にRAM内にあり、CPUが一時的にデータを格納できる領域として機能します。 この領域は、主にコンピュータと他のデバイスの処理速度が異なる場合に使用されます。 通常、データは入力デバイス(マウスなど)から取り出されるとき、または出力デバイス(スピーカーなど)に送信される直前にバッファに格納されます。 しかし、バッファは、コンピュータ内のプロセス間でデータを移動するときにも使用できます。

そのため、コンピュータはデータをバッファに書き込み、そこからデバイスがデータにアクセスできます。 これにより、コンピュータはバッファにデータを書き込んだ後で他の事項に集中することができます。 デバイスが完成するまで、常にデータに焦点を合わせるのとは反対に。

バッファは、ハードウェア内の固定メモリ位置に、またはソフトウェア内の仮想データバッファを使用することによって実装することができ、これはデータバッファを指し示して物理的記憶媒体に格納される。 バッファの大部分はソフトウェアで利用されています。 RAMはハードディスクドライブよりはるかに速いアクセス時間を持っているので、これらのバッファは通常より速いRAMを使って一時データを保存します。 多くの場合、バッファはキューまたはFIFOアルゴリズムをメモリに実装してタイミングを調整します。 そのため、ある速度でデータをキューに書き込み、別の速度でそれを読み取ることがよくあります。

この一般的な例は、YouTubeなどのオンラインでビデオをストリーミングすることです。 一方、YouTubeでビデオを見ていると、ビデオストリームの赤いバーが再生される前に灰色のバーが読み込まれる傾向があることに気付くかもしれません。 灰色のバーはバッファです。 ビデオのデータをダウンロードして保存し、ビデオが中断されない速度で再生されるようにします。 お気づきかもしれませんが、赤いバーが灰色のバーに追いつくと、残りのビデオを読み込むためにビデオが停止します。

バッファは、ディスクドライブなどのハードウェアへのI / O、ネットワークとの間のデータの送受信、スピーカーでのサウンド再生などにも使用されます。 バッファは、異なるレートで動作する2つのデジタル回路を相互接続し、後で使用するためにデータを保持し、データストリームでタイミング補正を行い、バイナリデータビットをグループにまとめて処理できるなど、さまざまな目的に使用されます。他の操作を可能にするために、信号の通過時間を遅らせます。

ただし、新しい部分がすでにバッファに移動されていない限り、バッファを使用してデータストリーム内の場所を瞬時に移動することはできません。 灰色のバーで覆われていない部分に転送することはできませんYouTubeのビデオと似ています。 指定した場合、バッファは新しい場所から移動して再開します。

それでも、キャッシュとバッファの機能は相互に排他的ではなく、理想的なパフォーマンスのために組み合わされることがよくあります。

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