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高速緩沖存儲器（Cache）是存在于主存與CPU之間的一級存儲器。高速緩沖存儲器容量比較小，但速度比主存高得多，接近于CPU的速度。高速緩沖存儲器通常由高速存儲器、聯想存儲器、替換邏輯電路和相應的控制線路組成。
一、高速緩沖存儲器的作用
在計算機技術發展過程中，主存儲器存取速度一直比中央處理器操作速度慢得多，使中央處理器的高速處理能力不能充分發揮，整個計算機系統的工作效率受到影響。
有很多方法可用來緩和中央處理器和主存儲器之間速度不匹配的矛盾，如采用多個通用寄存器、多存儲體交叉存取等，在存儲層次上采用高速緩沖存儲器也是常用的方法之一。很多大、中型計算機以及新近的一些小型機、微型機也都采用高速緩沖存儲器。
高速緩沖存儲器的容量一般只有主存儲器的幾百分之一，但它的存取速度能與中央處理器相匹配。根據程序局部性原理，正在使用的主存儲器某一單元鄰近的那些單元將被用到的可能性很大。
因而，當中央處理器存取主存儲器某一單元時，計算機硬件就自動地將包括該單元在內的那一組單元內容調入高速緩沖存儲器，中央處理器即將存取的主存儲器單元很可能就在剛剛調入到高速緩沖存儲器的那一組單元內。于是，中央處理器就可以直接對高速緩沖存儲器進行存取。在整個處理過程中，如果中央處理器絕大多數存取主存儲器的操作能為存取高速緩沖存儲器所代替，計算機系統處理速度就能顯著提高。
二、高速緩沖存儲器的特點
存儲器是計算機系統中用來存放程序和數據的。計算機中全部信息，包括輸入的原始數據、計算機程序、中間運行結果和最終運行結果都保存在存儲器中。它根據控制器指定的位置存入和取出信息。有了存儲器，計算機才有記憶功能，才能保證正常工作。按用途存儲器可分為主存儲器(內存)和輔助存儲器(外存)，也有分為外部存儲器和內部存儲器的分類方法。外存通常是磁性介質或光盤等，能長期保存信息。內存指主板上的存儲部件，用來存放當前正在執行的數據和程序，但僅用于暫時存放程序和數據，關閉電源或斷電，數據會丟失。
緩沖存儲器定義：通過臨時存儲，能使數據在具有不同傳遞特性的兩個功能單元之間傳遞的專用存儲器或存儲區。緩沖存儲器在電腦上應用的比較多。每一個硬盤上面都含有一個緩沖存儲器，這個存儲器主要可以將硬盤內常使用的數據快取起來，以加速系統的讀取效能。 通常這個緩沖存儲器越大越好，因為緩沖存儲器的速度要比數據從硬盤中被找出來的速度快!
例如：高速緩沖存儲器就是根據程序的局部性原理，可以在主存和CPU通用寄存器之間設置一個高速的容量相對比較小的存儲器，把正在執行的指令地址附近的一部分指令或者數據從主存調入這個存儲器，供CPU在一段時間內使用，這樣就能相對的提高CPU的運算速度。在硬盤中也有高速緩存，工作原理是一樣的。
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