Che cos’è una cache? Cosa significa caching? (Cache)

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Foto Cache Ottimo Sito web

Dai cari amici di Ottimo ci si aspetta che dopo aver studiato questa lezione saranno in grado di:

  • Spiegare il concetto di memorizzazione nella cache.
  • Ricordare che il caching prima di essere un pezzo di hardware o uno strumento è un metodo e una tecnica. Una tecnica utilizzata per aumentare la velocità.
  • Spiegare il significato e la funzione di alcuni tipi di memorizzazione nella cache, tra cui cache di memoria, cache di calcolo, cache del disco, cache del browser e cache della CPU, cache delle applicazioni mobili.

Alcuni anni fa, il termine cache veniva di solito sentito solo quando si scambiavano computer e tra studenti di software, hardware e tecnologia dell’informazione.

Ma oggigiorno, abbiamo più dimestichezza con questa parola.

Guarda queste frasi:

Foto cache
  • Se ancora non vedi correttamente l’aspetto del sito, probabilmente c’è un problema con la cache del browser.
  • La mia memoria del cellulare è piena. Devo svuotare la sua cache. Lo faccio manualmente o utilizzo un programma apposito?
  • Un modo per aumentare i profitti delle società di servizi Internet è memorizzare il traffico nella cache.
  • Ho visto due laptop simili. Ma la loro cache della CPU è diversa. Quanto è importante la cache?
  • Come posso cancellare la cache di Telegram?
  • Perché il mio Photoshop la prima volta si apre lentamente? Ma la seconda e la terza volta si apre molto più velocemente? È dovuto alla cache? O c’è un’altra ragione?

Di regola, non è così semplice o addirittura possibile per noi rispondere a tutte le domande di cui sopra in una lezione. Ma possiamo provare a capire meglio il significato delle frasi precedenti e dozzine di frasi simili.

 

Consideriamo un esempio prima di entrare nella discussione principale.

Supponiamo che tu stia stoccando in una grande fabbrica.

Operai e operatori di macchine, quando una parte è danneggiata,

per segnalare e impostare un modulo d’ordine per pezzi di ricambio,

di solito ti contatteranno.

E ti chiederanno di fare riferimento al campione presente in magazzino,

Dovrai leggere il codice del pezzo di ricambio per completare il rapporto.

Probabilmente scoprirai dopo un po’ che nella maggior parte delle domande sono circa dieci o venti pezzi specifici.

 

Per non girare continuamente per il magazzino e non cercare le parti e le etichette del magazzino e delle componenti, annota il nome e il codice dei venti pezzi su un pezzo di carta in modo da poter far sapere ai tuoi colleghi qual è il codice che desideri più velocemente e facilmente.

 

Ecco come hai crearato un sistema di cache.

La parola cache significa nascondere o qualcosa che viene memorizzato e nascosto per un uso futuro.

Ad esempio, il cibo che gli animali immagazzinano e nascondono in inverno per un uso successivo è chiamato cache.

Il termine “cache” è diventato molto diffuso nel mondo dei computer nel senso di sforzi per aumentare le prestazioni della CPU (CPU del computer).

La diminuzione della velocità dei computer,

di solito è dovuta alla lettura e alla memorizzazione delle informazioni.

Se vogliamo spiegare questo concetto in modo molto semplice, possiamo dire che

se un processore vuole moltiplicare due numeri dalla memoria,

l’atto stesso di moltiplicazione non richiede molto tempo.

La maggior parte del tempo viene impiegata leggendo le informazioni dalla memoria e registrando le risposte nella memoria.

Per memoria si intende la RAM di un telefono cellulare o laptop o computer, che di solito è espressa in termini di un numero di diverse decine di cifre (o gigabyte).

I progettisti di processori hanno avuto un’idea interessante.

Per evitare che la CPU debba scambiare informazioni con la RAM (memoria) per qualsiasi attività semplice, una piccola quantità di memoria è stata incorporata nella CPU per permetterle di eseguire alcune delle attività e dei calcoli interni.

In altre parole, la CPU prende le informazioni dalla RAM. Esegue i propri calcoli e li conserva nella propria memoria (perché lo scambio di informazioni con questa memoria è più veloce e consuma meno energia). Dopo aver completato i calcoli, invia le informazioni alla RAM o ad altre parti del sistema, se necessario.

Questa cache è quella che di solito vediamo quando studiamo le specifiche dei sistemi informatici e la sua dimensione, a differenza della memoria principale (che di solito è di uno o più gigabyte), è di pochi megabite (il megabite è un millesimo del gigabyte).

A questo punto, se vogliamo dare una descrizione della cache tenendo conto di questa alfabetizzazione di base, possiamo dire che la memoria è l’assistente della CPU e la aiuta a organizzare il suo lavoro più velocemente.

Ovviamente, dobbiamo tenere presente che la vera discussione sulla cache ha molta complessità, e qui l’abbiamo semplificata tanto quanto una lezione di alfabetizzazione digitale ha bisogno.

La storia della cache non finisce così facilmente.

Cache nei database

Con l’espansione dei database, era necessaria un’altra forma di cache. I database memorizzano molte informazioni e devono rispondere costantemente alle domande (Query) che vengono loro inviate.

Considera un sito come Google che memorizza un vasto corpo di informazioni con strutture complesse.

 

Ogni volta che facciamo una ricerca, alla fine raggiunge i database di Google e dobbiamo cercare lì la nostra risposta.

Se qualcuno ha cercato una parola pochi istanti fa e Google ha creato le sue pagine di risposta, perché dovrebbe farlo di nuovo? Ad esempio, se ora ci sono notizie su Trump, molti italiani cercheranno solitamente la parola Trump in italiano.

Ha senso che Google memorizzi e ci mostri la risposta finale per un certo periodo di tempo (che ovviamente è molto difficile da calcolare e selezionare)?

Probabilmente ora ricordi l’esempio dello stoccaggio. Sì. I database per molti versi sono come un magazzino e questo è un altro tipo di memorizzazione nella cache.

Ovviamente, questo non è l’unico esempio di utilizzo di una cache su un sito come Google

Google esegue la cache di molte pagine Web in modo da poter accedervi più rapidamente e non dover andare di nuovo sui siti troppo presto.

Ad esempio, se effettui una ricerca su Google per “ottimositoweb” e fai clic sul piccolo triangolo accanto ai link, puoi vedere la versione che Google ha salvato per sé. Google ti scriverà anche in quale data è stata registrata questa versione.

Cache nei browser

Gli algoritmi di cache e le cache sono quasi ovunque nelle nostre vite e ci circondano.

I tuoi browser eseguono anche la memorizzazione di alcune informazioni del sito per generare il minor traffico e la massima velocità.

Naturalmente, i siti stessi aiutano il tuo browser in questo.

In Ottimo, ad esempio, abbiamo chiesto al browser del tuo computer di salvare (cache) alcuni dei caratteri del nostro sito sul tuo computer.

Questo farà sì che il sito si apra un po’ più velocemente e non ti verrà addebitato del traffico aggiuntivo ogni volta che apri il sito. Naturalmente, la quota di questo lavoro può sembrare piccola, ma quando si calcola su una scala molto ampia e su un numero elevato di utenti, lo stesso lavoro ha un effetto significativo.

Naturalmente, ogni browser, a suo modo, consente di svuotare queste cache.

Ad esempio, il metodo del browser Chrome nel sistema Android è il seguente:

Nella terza fase, il browser ti chiede di specificare cosa eliminare:

Nella sua versione desktop, il browser Chrome consente anche di svuotare la cache (e ovviamente di eliminare altre informazioni memorizzate) utilizzando l’opzione Altri strumenti e poi Cancella dati di navigazione:

Cache al servizio delle società di servizi Internet

Avrai notato che le società di Internet possono essere classificate nel gruppo delle società di servizi di distribuzione.

Prendono pacchetti (traffico in entrata) e li vendono ai loro consumatori sotto forma di traffico di consumatori.

Di norma, minore è il costo della fornitura di traffico in entrata, maggiore è il loro profitto.

Perché noi, come consumatori, paghiamo una certa somma di denaro per ogni gigabyte di traffico e non ci interessa come, dove o quanto hanno acquistato quel traffico.

Consideriamo ora un popolare sito di notizie visitato da milioni di persone ogni giorno.

Di regola, il contenuto di questo sito non cambia ogni secondo.

Pertanto, le aziende possono memorizzare nella cache il contenuto delle pagine più visitate.

Ciò significa leggerli una volta e tenerli sui propri server. Ora, quando guardiamo quei siti, abbiamo effettivamente accesso alla versione cache.

Cioè, riceviamo traffico (e lo paghiamo) senza traffico in entrata dal fornitore.

Gli algoritmi di cache sono più complessi di queste spiegazioni

Non dimentichiamo che questa lezione è stata progettata in modo che fosse molto semplice e abbiamo deliberatamente cercato di omettere molti dettagli tecnici.

 

Ma nel mondo reale, ci sono professionisti specializzati nella cache. Hanno passato la vita su questo problema e sui suoi algoritmi.

 

Ci sono molti hardware e molti software nel mondo utili per questo e poiché il caching alleggerisce il carico di elaborazione e lo accelera puoi immaginare quanto sia costosa questa specialità.

 

Lascia che ti proponga alcune delle sfide della cache:

 

  • Come fanno le società di servizi Internet a sapere quali pagine sottoporre a cache e quali no? Come fanno a sapere per quanto tempo memorizzare (nella cache) ogni pagina? Un secondo? Dieci secondi? un’ora?
  • Il browser web del tuo cellulare deve decidere costantemente cosa memorizzare (sempre nella cache) e cosa non memorizzare.
  • Il sistema operativo del tuo computer deve identificare le informazioni di cui ha più bisogno e memorizzarle sulle parti più veloci della sua memoria.
  • Come fa Google a determinare il tempo di memorizzazione nella cache della pagina appropriata? Alcune pagine vengono memorizzate per pochi secondi e altre per alcuni giorni e talvolta fino a due settimane. Quali sono i criteri di calcolo e di selezione? Se conserviamo le pagine nella cache per un tempo molto lungo, avremo una rete morta e se lo facciamo per un tempo troppo breve, Internet muore sotto la pressione del carico di traffico.

 

Potremmo non prestare molta attenzione a questi argomenti.

Ma gli algoritmi di memorizzazione nella cache costituiscono il mondo che ci circonda. Il minimo cambiamento in loro può fare una grande differenza in tutto il mondo. Senza che nessuno si accorga o percepisca la fonte del cambiamento.

Google mostrerà un diverso ordine di pagine per ogni piccola modifica in ciascuna parte dell’equazione dei suoi sistemi di cache intelligenti.

Il software Messenger, con diversi algoritmi di memorizzazione nella cache, crea diversi percorsi di traffico in tutto il mondo.

 

E insomma, come accennato nel testo:

Ingegneri e specialisti IT ci stanno provando

Risolvendo le complesse equazioni della cache, tentano di tenere in vita l’Internet che è costantemente sul punto di morire, stretta tra il non essere aggiornata e il morire sotto la pressione dell’aggiornamento costante. 

 

Pratica:

Dato il contenuto della lezione e il suo livello (che è rudimentale e semplice), quali altre cose ti vengono in mente sulla cache che possono essere utili o interessanti per i tuoi amici?

ottimosito_admin

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