分層緩存

❶ 分層存儲與虛擬化技術的分層存儲

分層存儲其實已經不是一個新鮮的概念，而是已經在計算機存儲領域應用多年。其與計算機的發明與發展相伴相生。在馮－諾依曼提出計算機的模型「存儲程序」時就已經包含了分層存儲的概念。「存儲程序」原理，是將根據特定問題編寫的程序存放在計算機存儲器中，然後按存儲器中的存儲程序的首地址執行程序的第一條指令，以後就按照該程序的規定順序執行其他指令，直至程序結束執行。在這里的外存儲器與內存儲器，就是一個分層存儲的最初模型。
分層存儲（Tiered Storage），也稱為層級存儲管理（Hierarchical Storage Management），廣義上講，就是將數據存儲在不同層級的介質中，並在不同的介質之間進行自動或者手動的數據遷移，復制等操作。同時，分層存儲也是信息生命周期管理的一個具體應用和實現。
而實際上，將相同成本及效率的存儲介質放在不同層級之間進行數據遷移復制在實用性及成本上並不是有效的數據存儲方式。因此，在不同的層級之間使用有差別的存儲介質，以期在相同成本下，既滿足性能的需要又滿足容量的需要。這種存儲介質上的差別主要是在存取速度上及容量上。存取速度快的介質通常都是存儲單位成本（每單位存儲容量成本，如1元/GB）高，而且容量相對來講比較低。相應的，存取速度慢的介質通常是為了滿足容量與成本方面的要求，既在相同的成本下可以得到更大的容量。所以，從這方面來說，分層存儲其實是一種在高速小容量層級的介質層與低速大容量層級的介質層之間進行一種自動或者手動數據遷移、復制、管理等操作的一種存儲技術及方案。
一般來說，分層存儲中，我們將存取速度最快的那一層的介質層稱為第0層（Tier 0），依次為第1層，第2層等等。理論上說，層級的劃分可以有很多層，但是在實踐中，最多的層級在5層左右。過多的層級會增加數據及介質管理的難道及可用性。因此在層級的設置上有一個拐點，即層級達到一個特定的層數時，會導致成本的上升，而使得可用性、可靠性都會相應下降。通常層級的設定在2－4層之間。如下圖所示： 在計算機系統中，CPU 的運行速度往往要比內存速度快上好幾百倍甚至更多，為了更多地榨取CPU的計算能力，就需要在訪問數據的速度上進行提升，否則內存的速度將成為整個系統的性能短板。因此在這樣的思想下，CPU慢慢發展出來1級或者2級這樣的存儲緩存。實際也表明，緩存的存在確實對於系統性能的提升起到了巨大的推動作用。
相應的，內存的訪問速度又是硬碟訪問速度的幾百倍甚至更多，也是基於CPU類似的指導思想，我們能不能在存儲之間也進行這樣的分層（或者說緩存）以期提高系統的I/O性能，以滿足應用對系統提出的更多高I/O的需求呢？
從某種意義上說，內存其實也就是充當了CPU與外部存儲之間的另一個級別的緩存。作為用戶來講，我們當然希望所有需要用到的數據都最好是存在最高速的存儲當中。但是這樣近乎是烏托邦式的理想至少在當前來說是不現實的。在技術上的難度不說，成本的壓力就會使得用戶喘不過氣來，再一個就是有沒有必要的問題，因為有的數據根本都不需要一直存於這樣的存儲中。在計算機界中有一個很有名的理論，就是說，加上一個中間層，就可以解決計算機中許多的問題。而這個「中間層」也正是我們所尋求的，實際也證明這樣的中間層確實取得了非常好的效果。
據IDC數據預測，到2012年，信息數據的增長將會達到50%的復合年增長率，這個增長主要源於越來越來多數據內容生成並存儲，經濟全球化使用商業各個部門及與商業夥伴之間需要保持連接，使得更多的數據被生成，復制及保存。法規遵從及管理，還有容災與備份都使得數據的增長持續上升。天下沒有一勞永逸的解決方案，我們需要根據不同的數據存儲需求，設計不同的存儲方案。比如歸檔，我們可以將數據存儲在磁帶上，比如需要頻繁訪問的實時數據我們可以放在內存或者SSD（固態硬碟）設備中，對於容災或者備份，我們可以使用大容量低成本的存儲來應對。正所謂好鋼用在刀刃上，用戶也希望把資金投向更能產生效益的存儲上。
除了需要滿足不同的存儲需求，還有出於對於高性能高吞吐量應用的支持。因為有的應用需要這樣存儲系統。特別是現在風頭正勁的虛擬化技術。為了在一台設備上支持更多的虛擬應用，就需要系統支持更大的吞吐量以及更高的性能。全部採用高速介質在成本上現在依然不是可行的，也不是必須的。因為根據數據局部性原理，往往被頻繁訪問的數據是局部而有限的。為了應對部份這樣的數據而全採用高速存儲實在是過於奢侈。如果我們針對這部份數據另開小灶來解決不是更好？所以分層存儲在這里就可以大展拳腳。我們把高頻率訪問的數據放在高速存儲介質上，而其他的數據放在速度較慢一些的介質上，這實際上就是提高了系統的吞吐量。 從計算機系統角度來說，最上層的存儲層應該是CPU內的各類型寄存器，其次是CPU內的緩存，其次再是系統內存。因為從分層存儲的定義上，此類型存儲器是符合定義規則的。因為這些存儲器速度與容量都有差別，越靠近CPU的存儲器成本越高，速度越快，容量越小，並且在CPU的控制下，數據這些不同類型的存儲器中間進行自動的轉存。比如寄存器通常在16、32、64、128位之間，而緩存則在幾十個位元組及到幾兆位元組之間，內存容量當前通常都在幾百兆位元組以上，伺服器級的內存也上幾十個吉位元組。很有意思的是，這類型的分層也非常符合上圖所示的效益成本曲線圖。層級過多時，對於CPU的硬體設計及不同層次之間的數據一致性的保證都是一個挑戰。所以，現代CPU在寄存器與內存之間的緩存基本在1-3級。而我們通常使用的386平台的CPU（Intel 及 AMD）基本上都只有兩級緩存。這類存儲都有一個共同的特點，就是系統掉電後數據不復存在。我們將此類型的分層存儲稱為易失性存儲分層，或者內部存儲器分層存儲。
而另外一種分類，則是非易失性分層存儲，或者叫外部分層存儲。此類型的存儲介質一般包括固態硬碟（SSD）、機械式硬碟、光碟、快閃記憶體檔（包括外置硬碟）、磁帶庫等等。而此類的存儲介質分層正是我們所要關注的，如沒有特殊的說明情況下，在此文檔中所說的分層存儲都是指外部分層存儲。一般來說，作為第0層的存儲介質通常為 RAM 磁碟（隨機訪問存儲磁碟，其速度與內存同速，但是價格昂貴，使用環境基本上是特殊計算環境）以及 SSD，第1層可能有 FC 15K硬碟或者SAS 15K硬碟，或者相應的10K硬碟。第2層可能有其他類型的硬碟及磁碟庫等。第3層，可能是如磁帶庫以及光碟庫這樣的離線介質。當然這樣的分層不是標准，但是一個實踐中常用的分層策略。
如 D2D2T 這樣的存儲方案，其實就是分層存儲的一個實踐方案。數據從本地的磁碟轉存於於另一個遠程的磁碟（D2D）。這個磁碟的形式可以是一個JBOD，或者一個虛擬存儲設備，然後再通過一定的轉存策略將這個磁碟的數據轉存於磁帶庫或者磁帶（D2T）。愛數備份存儲櫃X系列都支持D2D2T這樣的應用。 由上一節可知道，外部分層存儲只不過是內部分層存儲的一個外延。所以，外部分層存儲考慮的問題與內部分層存儲實際上是大同小異的。
1、 首先是數據一致性的問題。這個問題比較好理解。如果不同的數據在不同的存儲層級之間存在時，數據的改寫必然導致數據的不致的問題。在內部分層存儲時，可以採用通寫策略或者回寫策略。而不同的方法也有各自優缺點，這里就不再贅述。但是外部分層存儲與內部分層存儲有一個最大的不同是，內存儲最終數據需要寫到內存中，而外分層存儲中，則不是必須的。當然也可以設計成這樣的實現方案，但是這樣話，分層存儲的性能優勢則必定會受到影響。數據在不同層級之間的連續性可以由一個虛擬層來保證。這個我們在談到虛擬化時會討論這個問題。
2、 第二個問題就是命中率的問題。如何設計一套演算法或者實現策略來提高數據系統的命中率是分層存儲中是否能起到其相應作用的關鍵。這個與CPU的緩存機制是完全一樣的。不過，CPU的緩存機制已經有一套非常成熟的演算法設計。而外部分層存儲與內部分層存儲有其不同的特性，因此，CPU中的緩存機制不能全部照拿過來用。特別是CPU的緩存機制還主要是硬體設計上面的問題。而外部存儲層可能還與一些邏輯設計相關，比如文件系統，文件等。從這點上說，外部分層存儲的軟體設計上比起CPU緩存的設計可能要更復雜一些。
3、 第三個問題就是在分層介質的選擇上。上面也提過，不同層級之間的介質應該是有差別的，否則就失去了分層的意義。一般來說，高速介質應該是小容量、高成本，隨著層級的往下走，其成本容量曲線應該呈現如下的形式：
即容量越大的單位成本越低，速度越慢，因此應該放到更低的層級中，反之亦然。因此，在存儲介質的配置上如何找到一個合適的點，使得成本與效益最優化則是在分層介質選擇及策略制定上需要考慮的問題。下面的圖中給出了一個實際的可能的配置方案：1、 第四個問題就是數據分層的級別。對於數據的描述有位元組級，塊級（包括扇區及簇），文件級及文件系統級。當然不同的級別有不同的應用場合，並不是哪種級別好於哪個級別。對於文件級的分層，對於歸檔，法規遵從則比較適合。對於文件系統級的則多用於容災及備份系統中。對於塊級則可能用在虛擬化中較為合適。因此需要根據不同的需求制定不同的分層級別。
2、 第五個問題就是數據的遷移策略的設計。可以根據數據的重要性、訪問頻度、大小、年齡來制定遷移策略。但是如同第四點所說明的那樣，不同的策略是有不同的應用場合的，沒有孰優孰劣的問題。好的策略應該是不同最優策略的組合，也就是因「需」制宜地選擇合適的遷移演算法或者方法。根據年齡進行遷移的策略可以用在歸檔及容災備份系統中。根據訪問頻度則可以用於虛擬化存儲系統中等等。類似的方法已經用於計算機軟體設計或者硬體設計當中的很多地方，如LRU（最近最少使用）、ARC（自適應交替緩存）都是可以借鑒的。

❷ 分布式存儲的優點有哪些

分布式存儲的六大優點
分布式存儲往往採用分布式的系統結構，利用多台存儲伺服器分擔存儲負荷，利用位置伺服器定位存儲信息。它不但提高了系統的可靠性、可用性和存取效率，還易於擴展，將通用硬體引入的不穩定因素降到最低。優點如下：

1. 高性能

一個具有高性能的分布式存戶通常能夠高效地管理讀緩存和寫緩存，並且支持自動的分級存儲。分布式存儲通過將熱點區域內數據映射到高速存儲中，來提高系統響應速度;一旦這些區域不再是熱點，那麼存儲系統會將它們移出高速存儲。而寫緩存技術則可使配合高速存儲來明顯改變整體存儲的性能，按照一定的策略，先將數據寫入高速存儲，再在適當的時間進行同步落盤。

2. 支持分級存儲

由於通過網路進行松耦合鏈接，分布式存儲允許高速存儲和低速存儲分開部署，或者任意比例混布。在不可預測的業務環境或者敏捷應用情況下，分層存儲的優勢可以發揮到最佳。解決了目前緩存分層存儲最大的問題是當性能池讀不命中後，從冷池提取數據的粒度太大，導致延遲高，從而給造成整體的性能的抖動的問題。

3. 一致性

與傳統的存儲架構使用RAID模式來保證數據的可靠性不同，分布式存儲採用了多副本備份機制。在存儲數據之前，分布式存儲對數據進行了分片，分片後的數據按照一定的規則保存在集群節點上。為了保證多個數據副本之間的一致性，分布式存儲通常採用的是一個副本寫入，多個副本讀取的強一致性技術，使用鏡像、條帶、分布式校驗等方式滿足租戶對於可靠性不同的需求。在讀取數據失敗的時候，系統可以通過從其他副本讀取數據，重新寫入該副本進行恢復，從而保證副本的總數固定;當數據長時間處於不一致狀態時，系統會自動數據重建恢復，同時租戶可設定數據恢復的帶寬規則，最小化對業務的影響。

4. 容災性

在分布式存儲的容災中，一個重要的手段就是多時間點快照技術，使得用戶生產系統能夠實現一定時間間隔下的各版本數據的保存。特別值得一提的是，多時間點快照技術支持同時提取多個時間點樣本同時恢復，這對於很多邏輯錯誤的災難定位十分有用，如果用戶有多台伺服器或虛擬機可以用作系統恢復，通過比照和分析，可以快速找到哪個時間點才是需要回復的時間點，降低了故障定位的難度，縮短了定位時間。這個功能還非

5. 擴展性

6. 存儲系統標准化

❸ hadoop存儲方式

傳統化集中式存儲存在已有一段時間。但大數據並非真的適合集中式存儲架構。Hadoop設計用於將計算更接近數據節點，同時採用了HDFS文件系統的大規模橫向擴展功能。雖然，通常解決Hadoop管理自身數據低效性的方案是將Hadoop數據存儲在SAN上。但這也造成了它自身性能與規模的瓶頸。現在，如果你把所有的數據都通過集中式SAN處理器進行處理，與Hadoop的分布式和並行化特性相悖。你要麼針對不同的數據節點管理多個SAN，要麼將所有的數據節點都集中到一個SAN。但Hadoop是一個分布式應用，就應該運行在分布式存儲上，這樣存儲就保留了與Hadoop本身同樣的靈活性，不過它也要求擁抱一個軟體定義存儲方案，並在商用伺服器上運行，這相比瓶頸化的Hadoop自然更為高效。大數據培訓這么火的原因有很多。注意不要混淆超融合與分布式。某些超融合方案是分布式存儲，但通常這個術語意味著你的應用和存儲都保存在同一計算節點上。這是在試圖解決數據本地化的問題，但它會造成太多資源爭用。這個Hadoop應用和存儲平台會爭用相同的內存和CPU。Hadoop運行在專有應用層，分布式存儲運行在專有存儲層這樣會更好。之後，利用緩存和分層來解決數據本地化並補償網路性能損失。

❹ 地圖緩存使用指南

地圖緩存是快速訪問地圖服務的有效方式。目前流行在線地圖服務，如 Google Maps，MapBar，BingMaps 等，對瀏覽速度和並發性要求都比較高，均採用緩存地圖的方式滿足快速訪問地圖的需求。

什麼是地圖緩存？

作為一種改善地圖瀏覽用戶體驗的優化策略，地圖緩存實際上是包含了一系列比例尺一定地圖范圍內的地圖切片文件。在服務端創建地圖緩存之後，客戶端的地圖操作，比如放大、縮小和平移，都會向服務端發送一個 URL 請求，此時，服務端按照請求返回預先生成的地圖切片，從而達到降低伺服器負擔並快速顯示地圖，提升地圖瀏覽速度。

為什麼使用地圖緩存？

使用地圖緩存時，只需要付出一次生成緩存的代價，就可以提供給客戶端地圖顯示以快速的響應速度。地圖緩存是以一系列不同比例尺下地圖圖片形式提供的，因此不受普通地圖顯示上的約束，比如地圖信息量的大小、地物的復雜程度、是否帶有標注、所使用的地圖符號等的限制。因為，一般情況下，地圖渲染的細節越多，承載的信息量越豐富，同等環境下，繪制矢量地圖就越慢，但使用了地圖緩存，客戶端在獲得了同樣顯示效果的同時，等待時間卻大大縮短。特別是對海量數據，使用緩存可以極大地提高瀏覽速度，加速地圖響應時間，最終提升用戶體驗。

SuperMap產品針對海量數據，在保證客戶端高效訪問的前提下，提供了一套完備的二三維緩存體系。SuperMap iDesktop 8C 桌面產品支持生成影像緩存、地形緩存、矢量緩存、模型緩存、地圖緩存，還可以對場景直接生成場景緩存。生成的緩存數據可以有多種方式在地圖窗口或者場景窗口中載入，也可以部署到服務端進行發布，方便客戶端進行瀏覽。

為了幫助用戶深入了解SuperMap 的地圖緩存技術、有效使用 SuperMap 產品生成和發布地圖緩存等，本專題文檔就地圖緩存的相關內容進行闡述。

1. 地圖緩存的目錄結構

地圖緩存根據緩存版本的不同，生成的緩存目錄的層次結構有所不同。SuperMap iDesktop 7C 桌面應用程序目前支持六種不同版本的地圖緩存。

地圖緩存的目錄結構主要採用 iServer6R，iServer 2.0和 IS .NET 三種緩存策略，按照不同比例尺級別進行分層，都是從指定范圍的左上角為起點進行分塊。其中2.0,2.1版本的地圖緩存均採用 IS .NET 緩存策略，3.0,3.1版本的地圖緩存均採用 iServer 2.0 緩存策略，4.0和5.0版本的緩存採用 iServer 6R 緩存策略。

下面就這三種緩存版本的目錄結構做詳細的介紹。

1.1. iServer 6R 緩存目錄結構說明

iServer 6R 是針對 UGC（UniversalGIS Class）系列產品的緩存策略。UGC 系列產品包括桌面產品 SuperMap iDesktop 7C，組件式二次開發平台 SuperMap Objects Java/.NET 6R 以及伺服器產品 SuperMapiServer 6R 系列產品。

iServer 6R 緩存策略生成的地圖緩存目錄共分為六個層次，如下圖所示：

圖：iServer 6R 緩存目錄結構說明

第一層：緩存根目錄，用來保存不同緩存文件。緩存根目錄名稱可以為任意名稱。在生成緩存時，通過輸入緩存名稱來指定。

第二層：地圖緩存目錄。默認名稱格式為：MapName_Width×Height。其中MapName

是地圖名稱，Width 和 Height 是16進制的圖片寬高，例如，目錄為世界地圖_Day_100×100，表示地圖緩存的圖片大小為256像素×256像素。

第三層：不同比例尺級別緩存目錄。分層目錄名稱為設置的比例尺大小。如15625000文件夾下保存的是比例尺為15625000時的所有地圖切片文件。

第四層：不同空間區域行號緩存目錄。目錄名稱以空間區域（緩存范圍）行號命名。所謂空間區域指的是將地圖按照網格分塊演算法將一幅地圖分為多個塊，每一個分塊表示一個空間區域。每個空間區域的寬高都是緩存塊的整數倍。區域內至少有一張圖片，行號就是空間區域在指定范圍內的行數，行號從上到下逐漸增大，用十進製表示。范圍擴大時行號可以是負值。

第五層：不同空間區域列號緩存目錄。目錄名稱以空間區域（緩存范圍）列號命名。列號就是空間區域在指定范圍內的列數，列號從左到右逐漸增大，用十進製表示。范圍擴大時列號可以是負值。

第六層：緩存圖片文件名稱。其格式為：RowxCol_MapHashCode.postfix。其中 Row 表示緩存圖片按緩存塊劃分的行號索引，Col 表示緩存圖片按緩存分塊劃分的列號索引，Row 和 Col 都可以是負數。MapHashCode 表示當前比例尺下地圖的16位 HashCode 值，postfix 是緩存圖片文件的擴展名。如上圖中的名稱為 0000×0001_108F8B08FIX.png 的圖片，0000為行號，0001為列號，108F8B08FIX 為16位的 HashCode，png 為圖片的擴展名。

1.2. IS .NET 緩存目錄結構說明

IS .NET 緩存策略是SuperMap 最早使用的緩存策略，也是通過分層分塊生成切片文件（影像）的思路進行緩存構建，並且從坐標系、地圖、圖層風格以及數據范圍等方面考慮了緩存更新問題。它主要是 SFC（SuperMap Foundation Class）系列產品採用的緩存策略。

IS .NET 緩存策略生成的二維地圖緩存目錄共分為五個層次，如下圖所示：

第一層：緩存根目錄，用來保存不同緩存文件。緩存根目錄名稱可以為任意名稱。在生成緩存時，通過輸入緩存名稱指定。

第二層：地圖緩存目錄。默認名稱格式為：MapName_Width×Height。其中 MapName 是地圖名稱，Width 和 Height 是16進制的圖片寬高，例如，目錄為世界地圖_Day_100×100，表示地圖緩存的圖片大小為256像素×256像素。

第三層：不同比例尺級別緩存目錄。分層目錄名稱為設置的比例尺大小。如15625000文件夾下保存的是比例尺為15625000時的地圖切片文件。

第四層：圖片索引目錄。按照網格分塊演算法將某一比例尺下的地圖切割成多個圖幅，每一個圖幅在整個地圖中都有一個索引值對應，形為：X×Y。X，Y 分別表示圖幅在地圖分塊隊列中的列號和行號。

第五層：緩存圖片文件名稱。其格式為：centerIndex_MapHashCode.postfix，其中centerIndex 表示緩存圖片的中心點索引，MapHashCode 表示當前比例尺下地圖的 HashCode 值，postfix 是緩存圖片文件的擴展名。如上圖所示，名稱為332×7361_108F8BFIX.png 的圖片，（332，7361）表示圖片中心點的索引值，108F8BFIX 為當前比例尺下地圖的 HashCode 值，png 為圖片的後綴名。

1.3. iServer 2.0 緩存目錄結構說明

iServer 2.0 緩存策略與 IS .NET緩存策略相似，是 SuperMap iServer 2.0 產品的緩存策略。iServer 2.0 緩存策略生成的二維地圖緩存目錄共分為五個層次，如下圖所示：

圖：iServer 2.0緩存目錄結構說明

第一層：緩存根目錄，用來保存不同緩存文件。緩存根目錄名稱可以為任意名稱。在生成緩存時，通過輸入緩存名稱指定。

第二層：地圖緩存目錄，文件夾名稱格式為：MapName_Width×Height，其中 Width×Height 按照10進制計算，即目錄名稱為：地圖名稱_圖片的實際寬×高。

第三層：不同比例尺級別緩存目錄。分層目錄名稱為設置的比例尺大小。如15625000文件夾下保存的是比例尺為15625000時的地圖切片文件。

第四層：緩存圖片索引目錄（{Index_x}）。將地圖分塊之後，對每一個圖片分別建立索引號。對每一副地圖，按照要生成的緩存圖片大小生成 M×N 個圖片，每一列為 Index_x，x 的值從 0 到 N-1，每一行為 Index_y，y 的值從 0 到 M-1。在這一層，目錄名為每一列的索引名，即 Index_x，表示每一列圖片緩存的目錄。

第五層：緩存圖片文件名稱。其格式為：Index_y.postfix的值。如上圖中選中的文件夾，文件夾5表示 X 索引號（Index_x）為5 ，圖片名稱15表示 Y 索引號(Index_y)為15，則此圖片位於地圖目錄的第5行第15列。

2. 地圖緩存存儲類型

SuperMap 緩存有兩種存儲類型，即原始型與緊湊型。

2.1. 原始型

當緩存儲存類型為原始型，切片文件以單獨的圖片文件格式存放在磁碟上，不對數據進行壓縮，能夠直接讀取。地圖緩存數據直觀地表現為多個文件夾下的原始圖片。

原始型存儲方式具有以下特點：

l 可以直接讀取，比較直觀。

l 佔用磁碟空間大，不太易於管理，拷貝和遷移不太方便。

l 對密級較高的數據，不能設置密碼。

2.2. 緊湊型

當緩存儲存類型為緊湊型時，對原始的切片文件採用一定的壓縮和加密機制，在結構上採用一組文件替代原始的圖片格式的緩存機制。此時，不同比例尺文件夾下的緩存數據將表現為一組文件，該組文件包括兩個部分：索引文件（.sc）、一組數據文件（.sc00和*.lock）。如下圖所示，為世界地圖_Day 生成的緊湊型緩存文件。

其中，索引文件為 *.sc（SuperMapCache File）格式；數據文件為 *.scXX（SuperMap Caceh File Data）格式，這里的 XX 不是兩個字母，是兩個16進制數字（00~FF）。目前只支持兩位16進制數，所以最多支持256個數據文件。數據文件的個數由緩存數據的大小決定，一個數據文件最大為2G。

與原始型相比，緊湊型存儲方式具有以下優勢：

3. 使用地圖緩存的建議

為了更高效的生成地圖緩存，可以從以下幾個方面考慮：

3.1. 選擇合適的比例尺系列

為了充分利用緩存數據，同時實現多級縮放，可以對地圖設置多個比例尺。多設置一些比例尺級別，可以在瀏覽過程中比較順暢，不會出現比較大的跳躍。在地圖製作的過程中要考慮要素在不同的比例尺下是否需要顯示。比如在1:100000的比例尺下，河流是線狀的，在1:10000的比例尺下，可能需要講河流顯示為面狀的。在小比例尺下，一些注記不需要顯示，但隨著比例尺的擴大，注記可能需要顯示。這種情況下，需要考慮合適的比例尺級別了。

3.2. 緩存路徑設置

如果生成的緩存要在 SuperMapiServer Java 6R 服務端發布，可以直接將 SuperMap iDesktop 7C 桌面緩存路徑設置為 SueprMap iServer Java 6R 的出圖路徑下，即 %SuperMapiServer Java_HOME%webappsiserveroutputcache，否則緩存切片拷貝可能會花費比較長的時間。

3.3. 適當的製作地圖

製作地圖的過程中，可以考慮對線型或者文本對象使用反走樣，對過小的對象進行過濾。

對地圖中的過小對象使用過濾條件進行過濾，可以在不影響地圖所承載的信息量的情況下，將提升地圖瀏覽速度。

進行反走樣後矢量地圖中的線型和文本看起來更光滑，提高視覺感受，但會造成性能下降。因此在使用反走樣時，需要瀏覽速度和性能之間尋找一種平衡，既要達到瀏覽效果最佳，也要保證瀏覽速度。

對比較復雜的地圖，要避免對象節點過多，可以考慮進行光滑處理或者重采樣。

3.4. 保持工作空間一致

工作空間中的地圖參數決定了SuperMap iServer Java 使用的緩存文件中緩存圖片的命名，因此需要保證用於製作緩存的工作空間中的地圖和用於 SuperMap iServer Java 發布的工作空間中的地圖一致。影響參數包括地圖的風格、數據的連接情況、圖層順序、默認比例尺、地圖范圍等。因此製作完成緩存後，盡量不要對工作空間的地圖進行修改，以保證發布的地圖與用於製作緩存的地圖一致。

同時需要保持地圖中所有地圖可用，所有圖層對應的數據集合數據源在工作空間中都存在，不能有無對應數據源和數據集的空連接圖層。對數據集中對象的編輯，如添加、刪除、更新等，不會影響編輯區域以外的緩存圖片（如果需要的話，只需更通過 SuperMap iServer 更新這部分區域的緩存即可）。

3.5. 合理設置地圖緩存范圍和索引范圍

可以為頻繁訪問的地圖區域生成緩存，以降低生成和存儲緩存的成本。例如，在訪問世界地圖時，對於廣大的無人區，可以不生成緩存。

用 SuperMap iDesktop7C 生成地圖緩存時建議將索引范圍設置為發布地圖的整幅地圖范圍，以便與SuperMap iServer Java 緩存索引范圍保持一致。在根據需求修改地圖緩存的范圍信息時，也需要保持索引范圍是整幅地圖范圍。

緩存圖片與出圖設備無關的特性

利用 SuperMap iDesktop7C 製作地圖緩存時，如果 SuperMap iDesktop 7C 所在的計算機與 SuperMap iServer Java 所在的計算機不是同一台機器，有可能由於設備顯示地圖解析度不同，從而不同設備上的緩存不能很好地一起使用，例如拼接出現問題等。SuperMap iDesktop 7C 桌面支持配置地圖緩存與設備顯示解析度無關。具體的操作方法如下：

3.6. 在 SuperMap iDesktop7C 桌面端生成的地圖緩存，如需在 SueprMap iServer Java 服務端發布，需要注意，生成緊湊型地圖緩存時，不要對緩存進行加密，即不要設置密碼，否則在服務端發布會有問題。

❺ 如何利用固態硬碟進行存儲分層

固態硬碟不是用來存儲的，它的優勢在讀取，所以，固態硬碟要用來安裝操作系統和常用的軟體。
存儲的事情，交給機械硬碟來做。

❻ 計算機採用分層次存儲體系結構的原因 答完整

在計算機網路技術中，網路的體系結構指的是通信系統的整體設計，它的目的是為網路硬體、軟體、協議、存取控制和拓撲提供標准。現在廣泛採用的是開放系統互連OSI(Open System Interconnection)的參考模型，它是用物理層、數據鏈路層、網路層、傳送層、對話層、表示層和應用層七個層次描述網路的結構。你應該注意的是，網路體系結構的優劣將直接影響匯流排、介面和網路的性能。而網路體系結構的關鍵要素恰恰就是協議和拓撲。目前最常見的網路體系結構有FDDI、乙太網、令牌環網和快速乙太網等。

採用分層次的結構原因：各層功能相對獨立，各層因技術進步而做的改動不會影響到其他層，從而保持體 系結構的穩定性

❼ ssd緩存加速和自動分層的區別

沒有什麼區別

❽ 高速跟蹤緩存是什麼

、高速緩存的概念和原理

1、高速緩存出現的原因
高速緩存（Cache）的出現主要是為了解決CPU運算速度與內存讀寫速度不匹配的矛盾，因為CPU運算速度要比內存讀寫速度快很多，這樣會使CPU花費很長時間等待數據到來或把數據寫入內存。為了減少這種情況的發生，人們就想到了使用Cache，它採用一種讀寫速度要比系統內存快很多的特殊靜態內存。系統工作時，將運行時要經常存取的一些數據從系統內存讀取到Cache中，而CPU會首先到Cache中去讀取或寫入數據，如果Cache中沒有所需數據（或Cache已滿，無法再寫入），則再對系統內存進行讀寫，另外Cache在空閑時也會與內存交換數據。其實質就是是在慢速DRAM和快速CPU之間插入一速度較快、容量較小的SRAM，起到緩沖作用，使CPU既可以以較快速度存取SRAM中的數據，提高系統整體性能，又不使系統成本上升過高。

2、高速緩存的工作原理
Cache的工作原理是基於計算機程序訪問的局部性。對大量典型程序運行情況的分析結果表明，在一個較短的時間間隔內，由程序產生的地址往往集中在存儲器邏輯地址空間的很小范圍內。對這些地址的訪問具有時間上集中分布的傾向。數據分布以及工作單元的選擇都可以使存儲器地址相對集中。這種對局部范圍的存儲器地址頻繁訪問，而對此范圍以外的地址則訪問甚少的現象，就稱為程序訪問的局部性。根據程序的局部性原理，就為Cache的存在提供了理論依據，系統正是依據此原理，不斷地將與當前指令集相關聯的一個不太大的後繼指令集從內存讀到Cache，然後再與CPU高速傳送，從而達到速度匹配。

3、高速緩存的分級結構

CPU高速緩存是分級構造的，一般由L1和L2兩極構成，通常L1 Cache的速度最快，與CPU核心的距離也最近，但容量較小，而L2 Cache 速度稍慢，但容量較大。Cache採用分級結構的主要理由在於：對於一個典型的一級緩存系統的80％的內存申請都發生在CPU內部，只有20％的內存申請是與外部內存打交道。而這20％的外部內存申請中的80％又與二級緩存打交道。因此，採用分級結構將更加有利於效能的提升和成本的合理分配。

這種分層的高速緩存布局有助於彌合處理器與系統內存速度之間不斷加大的差距，處理器速度每年大約提高50％，而DRAM存取速度每年僅提高5％,由於性能不匹配程度的加劇，CPU將增加第三級，甚至第四級高速緩存。

4、高速緩存的構成
目前Cache基本上都是採用SRAM存儲器，SRAM是英文Static RAM的縮寫，它是一種具有靜志存取功能的內存，不需要刷新電路即能保存它內部存儲的數據。不像DRAM內存那樣需要刷新電路，每隔一段時間，固定要對DRAM刷新充電一次，否則內部的數據即會消失，因此SRAM具有較高的性能，但是SRAM也有它的缺點，即它的集成度較低，相同容量的DRAM內存可以設計為較小的體積，但是SRAM卻需要很大的體積，這也是目前不能將Cache容量做得太大的重要原因。它的特點歸納如下：優點，節能、速度快，不必配合內存刷新電路，可提高整體的工作效率。 缺點，集成度低，相同的容量體積較大，而且價格較高，少量用於關鍵性系統以提高效率。

二、CPU 高速緩存的發展歷史
高速緩存最初應用在CPU領域，目前在CPU領域的應用也最為廣泛和深入。下面就簡單談談高速緩存隨CPU的發展而不斷變化的歷史過程。

1、80486開始出現了內部Cache
PC在誕生的初期並不存在Cache的概念，由於CPU主頻很低，DRAM的存取時間甚至快於CPU存取時間，因此無需Cache。 80386時代開始出現了外部Cache。在80486時代CPU內部才正式出現了Cache。實際上80486就是由更高主頻的80386 加80387數字協處理器以及8kB 內部Cache構成。80486晶元內由8kB的Cache來存放指令和數據。同時，80486也可以使用處理器外部的第二級Cache,用以改善系統性能並降低80486要求的匯流排帶寬。

2、Peutium時代Cache技術發展迅速
Peutium不僅分離L1 Cache和L2 Cache ，而且由於Pentium處理器採用了超標量結構雙路執行的流水線，有2條並行整數流水線，處理器也需要對命令和數據進進雙倍的訪問。為使這些訪問不互相干涉，Intel把在486上共用的內部Cache，分成2個彼此獨立的8kB代碼Cache和8kB數據Cache，這兩個Cache可以同時被訪問。這種雙路高速緩存結構減少了爭用Cache所造成的沖突，提高了處理器效能。Pentium的Cache還採用了回寫寫入方式，這同486的貫穿寫入方式相比，可以增加Cache的命中率。此外，還採用了一種稱為MESI高速緩存一致性協議，為確保多處理器環境下的數據一致性提供了保證。在Pentium MMX中更是增大了L1的容量，並改進了相關的演算法。

3、Pentium Pro出現內嵌式L2 Cache

為使Pentium Pro的性能超過Pentium,必需使用創新的設計方法，Pentium Pro使用了內嵌式L2 Cache，大小為512kB。此時的L2已經用線路直接連到CPU上，好處就是減少了對L1 Cache的需求。L2 Cache與CPU同步運行。當L1 Cache不命中時，立刻訪問L2 Cache，不產生附加延遲。為進一步減少因要訪問的信息不在高速緩沖中時所帶來的性能損失，Pentium Pro的L1和L2都設計成非鎖定型。即當哪個Cache中沒有CPU所需的信息時，它不妨礙後面訪問Cache的處理過程。但限於當時的CPU製造工藝，Pentium Pro的內嵌式L2 Cache 良品率太低，生產成本過高， Pentium Pro成為一款壽命短暫的過渡產品。

4、PentiumⅡ的雙重獨立匯流排
PentiumⅡ是Pentium Pro的改進型，具有MMX指令，使用動態執行技術，採用雙獨立匯流排結構。PentiumⅡ同樣有2級Cache，L1為32kB(指令和數據Cache各16kB)是Pentium Pro的一倍。L2為512kB。
Pentium Ⅱ與Pentium Pro在L2 Cache 的不同主要在於L2 Cache已不在內嵌晶元上，而是與CPU通過專用64位高速緩存匯流排相聯，與其它元器件共同被組裝在同一基板上，即「單邊接觸盒」上。雙獨立匯流排結構就是：L2高速緩存匯流排和處理器至主內存的系統匯流排， PentiumⅡ處理器可以同時使用這兩條匯流排，與單一匯流排結構的處理器相比，該處理器可以進出兩倍多的數據。

5、PentiumⅢ L2 Cache進一步改進
PentiumⅢ也是基於Pentium Pro結構為核心，在原有MMX多媒體指令的基礎上，又增了70多條多媒體指令。它使用動態執行技術，採用雙獨立匯流排結構。 PentiumⅢ具有32kB非鎖定L1 Cache和512kB非鎖定L2 Cache。L2可擴充到1～2MB，具有更合理的內存管理，可以有效地對大於L2緩存的數據塊進行處理，使CPU、Cache和主存存取更趨合理，提高了系統整體性能。在執行大數據流量程序時，高效率的高速緩存管理使PⅢ避免了對L2 Cache的不必要的存取。由於消除了緩沖失敗，多媒體和其它對時間敏感的操作性能更高了。對於可緩存的內容，PⅢ通過預先讀取期望的數據到高速緩存里來提高速度，這一特色提高了高速緩存的命中率，減少了存取時間。

三、其他配件中的高速緩存
Cache從本質上說是一種高速設備和低速設備的速度匹配技術，不僅用在提高CPU對內存的讀寫速度上，而且在電腦的其它配件中也得到了廣泛應用。在較慢速的其它外圍設備和內存的數據交換中，甚至在網路通訊中,都需要使用Cache技術。推而廣之，凡是在傳輸速度有較大差異的設備之間，都可以利用Cache的速度匹配技術。

1、主板高速緩存
由於在Pentium II推出之前，CPU只有內部集成的L1 Cache（一級高速緩存），L2Cache（二級高速緩存）都被放置在主板上。Pentium時代的主板上大都用速度較快，容量較大的同步PB SRAM （Pipeline Burst SRAM 管線突發式靜態內存），一般為256KB或512KB。當時在主板上還存在Tag SRAM的概念。

Tag SRAM，即標記的靜態隨機存取存儲器，它是在高速緩存系統中配合高速緩存的附加SRAM，它也是高速緩存，只是用在高速緩存電路中記錄地址數據，當CPU要讀取主存某一個地址中的數據時，會先到高速緩存電路中去尋找，對高速緩存系統的Tag SRAM所記錄的地址數據進行搜尋和對比，當高速緩存內也存有此地址的數據時，高速緩存匯流排的仲裁控制電路即將數據讀取傳回CPU，若對比Tag SRAM記錄的地址數據而找不到此數據的地址時，CPU就會到主存讀取數據。因此Tag SRAM與高速緩存的命中率有很大關系。由於現在CPU內部都集成了L2 Cache，故PII以後，主板上都不再集成Cache了。

2、CPU高速緩存的應用
關於CPU高速緩存的發展歷史等相關情況，前面已經談及。這里主要介紹一下目前主流CPU使用高速緩存的情況。

象最新的Northwood P4處理器，不僅採用了0.13 微米工藝生產，其體系結構也有所改變，提高了運算效率（指令周期）。 並且將L2 CACHE的容量由老P4的256K 增加為512K。在性能上有10%左右的提升。

Tualatin 賽揚的二級緩存採用了全速256KB（8路）， Pentium III同樣大小的二級緩存，這對於提高CPU的性能有很大的幫助。Tualatin核心賽揚的性能非常不錯，在很大程度上就是得益於256KB的全速緩存。這也充分反映出高速緩存對電腦配件性能的影響。

AMD 的Morgan實際上和Palomino核心的毒龍規格相同，只是CPU內部L2 Cache有所不同。最引人注意的一點是改進了Cache演算法。在Morgan中包含了一個硬體化的數據預讀取規則。這個功能就是在CPU對數據進行了處理之後，預讀取設備可以猜測哪些數據是CPU所需要的。如果這些數據並沒有在Cache中，那麼這個預讀取設備就會自動到主內存中去重新獲取這個數據；而如果這個數據已經存在於Cache之中的話，那麼CPU就會更加快速地得到這個數據。

Athlon XP無疑是AMD今年最成功的產品，它採用了類似於Pentium 4的硬體預讀技術--執行跟蹤高速緩存，預先將處理器可能需要的數據從主內存讀到緩存中，這一過程能明顯提高系統匯流排和內存帶寬的利用率，進而提升系統性能。

主要用於伺服器的Merced 對Cache的要求更高了。為此，lntel在晶元內開發新的Cache，並增加L1 Cache的容量，來平衡CPU和DRAM間的速度。為此，在Merced的片上最接近執行單元旁再設另一處Cache，稱為L0緩存，是指令/數據分離型。由於L0Cache在物理位置上比L1離執行單元更近，布線距離的縮短，使它與執行單元間的數據交換速度比L1還快，可以進一步提高工作主頻。 同時，還要在晶元內部配置超過1MB的大容量L1 Cache。晶元內部Cache比外部Cache更易於提升與執行單元間的數據傳送速度。

3、硬碟高速緩存

在PC的磁碟系統中，高速緩存也得到了廣泛應用。為提高內存對硬碟的讀寫速度，就要建立磁碟高速緩存，不過硬碟高速緩存不必使用昂貴的SRAM，使用普通的DRAM即可，因為DRAM內存的存取速度對CPU來說較慢，但對磁碟的存取速度卻是很快的。這是因為磁碟存儲系統包含有磁頭的機械運動，而機械運動無法跟傳送電信號的電子速度相比。以前硬碟內部集成的高速緩存只有512K左右，而現在硬碟普遍將高速緩存的容量提升到2M以上，個別產品甚至達到了8M。由於硬碟Cache無需使用高速的SRAM，除了內部集成的SDRAM，我們還可以在系統主內存中劃出一個區域，作為專用的磁碟緩沖區，採用一定的數據結構，即可實現磁碟存取的二級Cache技術。硬碟高速緩存的工作過程及原理與CPU高速緩存類似，也是把即將訪問的數據整塊地拷貝到高速緩存區中，然後內存再到高速緩存中去逐個讀取數據。由於數據在RAM空間內部傳送要比在RAM與磁碟間傳送快得多，從而系統由此提高了存取速度。

下面給大家介紹一下西數WD1000BB-SE 8MB緩存硬碟，由於內存的讀寫速度大大高於硬碟的讀寫速度，因此大容量的緩存可以有效提高存儲器的數據傳輸速度。但目前市面所售的大部分硬碟都只帶512K--2MB的緩存。西數前段時間推出的7200轉，100G硬碟特別版WD1000BB-SE，其單碟容量為33G，介面類型為ATA100，平均尋道時間8.9毫秒，這方面參數與其他硬碟相比並無特別，不過WD1000BB-SE將硬碟的緩存容量從2MB直接提升到了8MB。引起了業界的普遍關注。經過多方面評測，由於緩存容量的加大，這款IDE介面硬碟的實際性能已經接近或超越了不少10000轉SCSI介面硬碟，成為IDE硬碟中的速度王者。這也充分反映出高速緩存對電腦配件性能的影響。

4、刻錄機的緩存
緩存容量的大小是衡量光碟刻錄機性能的重要技術指標之一，刻錄時數據必須先寫入緩存，刻錄軟體再從緩存區調用要刻錄的數據，在刻錄的同時後續的數據再寫入緩存中，以保持要寫入數據良好的組織和連續傳輸。如果後續數據沒有及時寫入緩沖區，傳輸的中斷則將導致刻錄失敗。因而緩沖的容量越大，刻錄的成功率就越高。市場上的光碟刻錄機的緩存容量一般在1MB～4MB之間，目前最大的有8M緩存的產品。尤其對於IDE介面的刻錄機，緩存容量很重要。增加高速緩存既有利於刻錄機的穩定工作，同時也有利於降低CPU的佔用率。 總之緩存大小對刻錄機是非常的重要的，緩存越大刻錄時就越穩定。目前市場上有多款刻錄機都帶有8M緩存，配合其他防刻死技術，有效防止了出現「緩存欠載」導致刻錄失敗的問題。

在普通光碟機中也內置有高速緩存，當然其作用沒有刻錄機中的重要，主要是為了提高讀盤效率，降低CPU佔用率，因此容量也比較小，一般只有512K。

5、其他設備的高速緩存
在PC其他配件中也都存在高速緩存的應用。比如在顯示系統中，由於3D應用的迅猛發展，現在顯卡上的顯示內存普遍達到了32M以上，甚至多達128M，因此也廣泛使用著高速緩存技術，如前台緩存、後台緩存、深度緩存和紋理緩存等。

現在還有所謂CDRAM(Cache DRAM) 帶高速緩存的內存，就是在內存晶元上集成了特殊構造的SRAM。發展好的話過幾年有可能成為主流內存。除此之外，甚至在音效卡、RAID卡、SCSI卡中也帶有高速緩存，

四、高速緩存的調整及應用

1、BIOS中與高速緩存有關的選項

1）Video ROM的Shadow
「影子」內存（ShadowRAM，或稱ROMShadow）是為了提高系統效率而採用的一種專門Cache技術，它把系統主板上的系統ROMBIOS和適配器卡上的視頻ROMBIOS等拷貝到系統RAM內存中去運行，其地址仍使用它們在上位內存中佔用的原地址。更確切地說，是從擴展內存中拿出一部分物理存儲空間，而賦以ROM的原地址，由這部分擴展RAM代替原ROM。由於ROM採用靜態CMOS電路，其存取速度為200ns左右，而系統存儲器RAM採用動態CMOS電路，其存取速度進幾十ns，速度快好幾倍，將存放在ROM中的BIOS代碼（基本輸入輸出例行程序，它們在系統運行期間非常頻繁的被調用）拷貝到系統RAM中去，就可提高系統運行和顯示的速度和效率。

2）CPU Internal Cache
CPU內部快速緩存是否打開，一般設置為Enable。Enternal Cache：是否使用主板緩存，一般設置為Enable。CPU L2 Cache Ecc Checking：CPU的L2 緩存Ecc 檢測，可設置為Disable。

從字面上看，「CPU Internal Cache」和「External Cache」分別指CPU內部和外部的高速緩存，但更准確的說法應該是一級緩存和二級緩存。Socket/Super 7架構的CPU內部只有一級緩存，二級緩存放在了主板上，「Internal」和「External」的說法就源於此，而對PⅡ、PⅢ和K6-Ⅲ等CPU來說，二級緩存也被集成到CPU內部，內外部的說法就不太確切了，因此一些Slot 1主板對此進行了修改，改稱為「CPU Level 1 Cache」和「CPU Level 2 Cache」。除非打開後系統會出現死機等情況，否則這兩個選項都應設為Enabled，以加快CPU讀取內存的速度。

3）二級緩存的潛伏期

在BIOS中，我們還可以調節二級緩存的潛伏期，其中Level 2 Cache Latency（二級緩存潛伏期）有16個值可選（1~15），從理論上來說，數值越小延遲時間越短，性能也越高。如果把數值設得過小，二級緩存有可能停止工作，不僅系統性能會急速下跌，還會發生死機現象。L2 Cache對內存帶寬有重大影響，即使CPU頻率再高，其它設備跟不上亦是無用，增加緩存潛伏期可以讓機器更穩定，避免上述情況。

4)System BIOS Cacheable

「System BIOS Cacheable」、「Video BIOS Cacheable」和「Video RAM Cacheable」分別指定是否可以使用二級高速緩存來緩存系統BIOS、顯卡BIOS和顯示內存，緩存之後，BIOS調用的執行速度以及訪問顯示內存的速度都會加快，因此最好都設成Enabled。不過，當顯示內存可以被緩存時，少數顯卡可能會出現兼容性問題，此時可考慮將第三項設為Disabled。

2、調整高速緩存優化系統
如果你的應用程序需頻繁訪問硬碟，可在擴充或擴展內存中建立「直接寫盤(write－through)」型磁碟高速緩存。用戶可在autoexec.bat文件中加入命令行：c:\dos\smartdrv.exe，則此驅動程序會自動裝入內存高端，其磁碟緩沖區預設值為256KB，你可以改變這個值的大小。一般設置為物理內存的1/8左右比較合適。SMARTDRV.EXE一個外部設備驅動程序。用此程序可啟動或設置磁碟高速緩沖存儲器。與Cache不同，Cache是充分發揮了CPU的速度，而SMARTDRV是加快了磁碟的讀寫速度。在實際應用中，SMARTDRV.EXT高速緩存驅動程序將記住每次應用程序使用磁碟的磁碟扇區數據，不用再訪問磁碟驅動器，而是訪問內存中已包含這些數據的區域。

總的來說，PC中的Cache主要是為了解決高速設備和低速設備間速度匹配的問題，是提高系統性能，降低系統成本而採用的一項技術。隨著電腦技術的飛速發展， Cache已成為PC中大多數配件不可缺少的組成部分，是衡量系統性能優劣的一項重要指標。從系統的性價比考慮，Cache的配備將在很長一段時間內仍然是PC中重要的技術之一。

❾ 自動分層好還是ssd二級緩存好

緩存的讀取速度要快，在電腦執行才程序時cpu要與內存進行數據的交換，而cpu與內存之間就是用緩存來提高速度的，而你的固態硬碟內的緩存就可以提高內存與硬碟之間的交換速度。緩存還是有一定的用處的，應該有緩存的貴吧?