Cache Ne Demek?

Cache (Önbellek)

Cache (Önbellek), bilgisayar sistemlerinde ve internet tarayıcılarında, sık erişilen verilerin daha hızlı bir şekilde alınabilmesi için geçici olarak depolanan veri alanıdır. Önbellek, işlemci, bellek, web tarayıcıları, veritabanları ve diğer sistemlerde performansı artırmak amacıyla kullanılır. Bu veriler, daha önce yapılan işlemlerden elde edilen sonuçlar veya veriler olabilir ve tekrar erişildiğinde daha hızlı ulaşılmasını sağlar.

Önbelleğin Temel Amacı

1. Performans Artışı:Verilere daha hızlı erişim sağlayarak genel işlem hızını artırır. Önbellek, verilerin işlenmesi ve okunmasını hızlandırır.

2. İşlem Süresi Azaltma:Sık kullanılan verilerin daha hızlı erişilebilmesini sağlayarak işlem süresini kısaltır.

3. Sistem Kaynaklarının Verimli Kullanımı:Verilerin daha hızlı erişilmesi, sistemin daha verimli çalışmasını sağlar.

Önbellek Türleri

1. Donanım Önbelleği:

   • CPU Cache: İşlemcinin içinde bulunan küçük, hızlı bellek birimidir. Genellikle L1, L2 ve L3 olmak üzere farklı seviyeleri vardır.
     • L1 Cache: En hızlı, işlemcinin çekirdeğine en yakın olan önbellektir.
     • L2 Cache: L1’den daha büyük, işlemciye daha uzak fakat hala hızlı bir bellek birimidir.
     • L3 Cache: L2'den daha büyük ve daha yavaş bir önbellektir, genellikle tüm çekirdekler arasında paylaşılır.

2. Yazılım Önbelleği:

   • Web Tarayıcı Önbelleği: Web tarayıcıları, ziyaret edilen sayfalara ait dosya, resim, stil sayfası gibi öğeleri saklar. Bu, tekrar aynı siteye gidildiğinde sayfanın daha hızlı yüklenmesini sağlar.
   • Veritabanı Önbelleği: Veritabanları, sık sorgulanan verileri bellekte saklar. Bu, veritabanı sorgularının daha hızlı yanıt almasını sağlar.
   • Dosya Sistemleri Önbelleği: İşletim sistemleri, dosyaları veya dosya dizinlerini önbelleklerinde tutarak disk erişim sürelerini kısaltır.

3. İnternet Protokollerinde Önbellek:DNS Önbelleği: DNS sorguları daha hızlı hale gelmesi için daha önce çözümlenen domain isimleri ve IP adresleri bellekte saklanır.

Önbelleğin Çalışma Prensibi

1. Veri Talebi:Kullanıcı veya uygulama bir veri talebinde bulunur (örneğin, bir web sayfasına erişim).

2. Önbellek Kontrolü:Sistemde önbellekte bu veriye dair bilgi olup olmadığı kontrol edilir.

3. Veri Bulunursa:Eğer önbellekte mevcutsa, veri hemen önbellekten alınır ve işlem yapılır.

4. Veri Bulunmazsa:Eğer veri önbellekte yoksa, veri kaynağından (örneğin, web sunucusu veya disk) alınır ve önbelleğe kaydedilir.

Önbellek Yönetimi ve Politika Türleri

1. FIFO (First In, First Out):En önce eklenen veri, ilk silinir. Basit bir politikadır ancak verimli olmayabilir.

2. LRU (Least Recently Used):En az kullanılan veriler silinir. Bu, sık kullanılan verilerin daha uzun süre saklanmasını sağlar.

3. LFU (Least Frequently Used):En az sıklıkla erişilen veriler silinir.

4. Write-through Cache:Veriye yazıldığında, hem önbelleğe hem de kalıcı veri depolama alanına (örneğin, disk) yazılır.

5. Write-back Cache:Veriler önce önbelleğe yazılır, daha sonra belirli bir noktada kalıcı depolamaya yazılır.

Önbellek Kullanım Alanları

1. İnternet Tarayıcıları:Web tarayıcıları, daha hızlı sayfa yüklemeleri için görseller, JavaScript dosyaları ve stil sayfalarını önbelleğe alır.

2. Veritabanları:Veritabanları, sık yapılan sorguları ve sonuçları önbelleğe alır. Bu, sorgu işlemlerini hızlandırır.

3. İşlemciler:CPU'lar, hesaplama işlemlerini hızlandırmak için verileri önbelleğe alır. Bu işlem, sürekli olarak belleğe erişmek yerine daha hızlı işlem yapmayı sağlar.

4. İnternet Protokolleri (DNS, HTTP):DNS ve HTTP önbelleği, sık erişilen verilerin hızlıca erişilmesini sağlar.

5. Video ve Medya Akışı:Video akış servisleri, önceden yüklenen video segmentlerini önbelleğe alarak kesintisiz izleme deneyimi sunar.

Önbelleğin Avantajları

1. Performans Artışı:Veri talebinde hız sağlanır ve uygulama veya sistem genelinde daha hızlı tepki süreleri elde edilir.

2. Veri Erişim Süresinin Kısalması:Daha hızlı erişilen veriler, özellikle büyük veri kümelerinde büyük avantaj sağlar.

3. Sistem Kaynaklarının Verimli Kullanımı:Önbellek, sistem kaynaklarının verimli kullanımını sağlar çünkü sık erişilen veriler bellek üzerinde tutulur, disk erişiminden tasarruf edilir.

Önbelleğin Dezavantajları

1. Hafıza Tüketimi:Önbellek bellekte veri sakladığı için, sınırlı bellek alanı olan cihazlarda fazla önbellek kullanımı hafıza sıkıntılarına yol açabilir.

2. Veri Eskiyen Bilgiler:Eğer önbellek güncellenmezse veya düzgün yönetilmezse, eski ve yanlış veriler kullanıcıya sunulabilir.

3. Güvenlik Riskleri:Önbellek, hassas verilerin saklandığı bir alan haline gelebilir. Güvenlik açığı varsa, saldırganlar bu verilere erişebilir.

Önbellek Temizleme

• Tarayıcı Önbelleği: Tarayıcıda biriken eski dosyalar, sayfaların doğru şekilde yüklenmemesine veya güvenlik açıklarına neden olabilir. Tarayıcı önbelleği belirli aralıklarla temizlenmelidir.

• Sistem Önbelleği: İşletim sistemlerinde, yazılım ve donanım uyumsuzluklarını engellemek için önbellek temizliği yapılabilir.

Sonuç: Önbellek, bilgisayar sistemlerinde ve internet uygulamalarında verilerin daha hızlı erişilmesini sağlamak için kritik bir rol oynar. Hem donanımda (CPU cache) hem de yazılımda (web tarayıcıları, veritabanları) performans iyileştirmeleri sunar. Ancak verilerin güncel ve doğru olmasını sağlamak için iyi bir önbellek yönetimi gereklidir.