局部性原理

什么是局部性原理?

一个编写良好的计算机程序，它们倾向于引用邻近于其他最近引用过的数据项的数据项，或者最近引用过的数据项本身，我们称这种程序具有良好的局部性。这种倾向性，我们称之为局部性原理，是一个持久的概念，对于硬件和软件系统的设计和性能都有着极大的影响。

局部性的形式

时间局部性

在一个具有良好时间局部性的程序中，执行过的指令在不久可能会再次执行，被引用过一次的存储器在不远的将来会被再次引用。

空间局部性

在一个具有良好空间局部性的程序中，如果一个存储器位置被引用了一次，那么程序很可能在不远的将来引用附近的一个存储器的位置。

局部性的应用

在硬件层，局部性原理允许计算机设计者通过引入称为高速缓存存储器的小而快速的存储器来保存最近被引用的指令和数据项，从而提高对主存的访问速度。在操作系统级，局部性原理允许系统使用主存作为虚拟地址空间最近被引用块的高速缓存。