OSにおけるバッファリングとキャッシングの違い

• 2019

ほとんどの人は、バッファリングやキャッシングという用語に混乱します。 どちらも一時的にデータを保持していますが、両者は異なります。 バッファリングは基本的に送信側と受信側の間の通信速度を合わせるために使われます。 一方、 キャッシュは繰り返し使用されるデータのアクセス速度を速めます。 それらはまた、以下の比較表で議論されているいくつかの他の違いを共有します。

内容：バッファリングとキャッシング

1. 比較表
2. 定義
3. 主な違い
4. 結論

比較表

比較基準	バッファリング	キャッシング
基本	バッファリングは、データストリームの送信側と受信側の速度を一致させます。	キャッシングは、繰り返し使用されるデータのアクセス速度を速めます。
お店	バッファはデータの元のコピーを格納します。	キャッシュはオリジナルデータのコピーを保存します。
ロケーション	バッファは、プライマリメモリ（RAM）内の領域です。	キャッシュはプロセッサ上に実装され、RAMやディスク上に実装することもできます。

バッファリングの定義

バッファリングとは、2つのデバイス間、またはデバイスとアプリケーション間でデータが転送されるときにデータを一時的に格納するメインメモリ（RAM）内の領域です。 バッファリングは、データストリームの送信側と受信側の速度を一致させるのに役立ちます。 送信側の伝送速度が受信側より遅い場合は、受信側のメインメモリにバッファが作成され、送信側から受信したバイト数が累積されます。 データの全バイトが到着すると、受信機が動作するためのデータを提供します。

送信側と受信側のデータ転送サイズが異なる場合にも、バッファリングは役立ちます。 コンピュータネットワーキングでは、バッファはデータの断片化と再構成に使用されます。 送信側では、大きなデータが小さなパケットに断片化され、ネットワークを介して送信されます。 受信側では、すべてのデータパケットを収集し、それらを再組み立てして大きなデータを再び作成するバッファが作成されます。

バッファリングは、アプリケーションI / Oのコピーセマンティクスもサポートします 。 コピーセマンティクスは例で説明できます。アプリケーションにハードディスクに書き込まれるデータのバッファがあるとします。 そのために、アプリケーションはwrite（）システムコールを呼び出します。 システムコールが戻る前にアプリケーションがバッファデータを変更したとします。 この場合、システムコール時にコピーセマンティクスがデータのバージョンを提供します。

バッファは3つの容量で実装されています。

Zero Capacity：最大バッファメモリサイズはゼロです。 データを含めることはできないため、受信者がデータを受信するまで送信者をブロックする必要があります。

限界容量：ここでバッファメモリサイズは有限です。 最大で、送信者はnブロックのデータを送信できます。 バッファメモリがいっぱいになると、送信側はメモリの空き容量がなくなるまでブロックされます。

無制限容量：ここでバッファメモリは潜在的に無限です。 任意の数のデータブロックを送信できます。 送信者はブロックされません。

キャッシングの定義

キャッシュは、 元のデータのコピーを保存するプロセッサに実装されたメモリです。 キャッシングの背後にある考え方は、最近アクセスされたディスクブロックはキャッシュメモリに格納されなければならないため、ユーザが再び同じディスクブロックにアクセスする必要があるときに、ネットワークトラフィックを避けてキャッシュメモリを通してローカルに処理できるようになります。

最近使用されたデータのみが含まれるため、キャッシュサイズは制限されます。 キャッシュファイルを変更すると、その変更を元のファイルでも表示できます。 必要なデータがキャッシュメモリにない場合は、次にデータが要求されたときにデータをユーザが利用できるようにするために、ソースからキャッシュメモリにデータがコピーされます。

キャッシュデータは、 ディスクキャッシュの信頼性が高いという1つの利点があるため、RAMではなくディスクに保存することもできます。 システムがクラッシュした場合でも、キャッシュされたデータはDisk上で利用可能です。 しかし、データはRAMのような揮発性メモリで失われます。 しかし、キャッシュされたデータをRAMに格納することの利点の1つは、 高速にアクセスできることです 。

OSにおけるバッファリングとキャッシングの主な違い

1. バッファとキャッシュの主な違いは、データストリームの送信側と受信側の異なる速度に対応するためにバッファメモリが使用されるのに対し、キャッシュは繰り返し使用されるデータに対してアクセス速度を速めることができるようにデータを格納するメモリです。 。
2. バッファは常に受信者に送信される元のデータを運びます。 ただし、キャッシュは元のデータのコピーを運びます 。
3. バッファは常にメインメモリ （RAM）に実装されていますが、キャッシュはディスクだけでなくRAMにも実装できます。

結論：

バッファリングとキャッシュは両方ともデータを一時的に格納しますが、どちらも異なる目的で使用されます。 バッファが2つの通信デバイスとキャッシュの間の速度と一致する場合、繰り返しアクセスされるデータへのアクセスが高速化されます。