如何理解程序运行的局部性

㈠ 简要说明一下，计算机的程序局部性原理是怎么实现的。

程序的局部性体现在你使用的算法，及内存数据的存放，比如你要在一个数组中收索一个关键字，可用线性查找，也可以用二分法，那么二分法的局部性可能要差些，因为线性是一个个查，前一个数据和后个数据在一页里可能性很大，而对半就不一定，虽然从查找效率要比线性高。还有如果你要对2唯数组进行，你可以以行序为主序操作，也可以以列序唯主序进行操作，此时取决你数组的存放，如果存放和你的操作次序一致则，局部性就高，如果不一致，局部性就差

㈡ 解释下局部性原理

程序的局部性原理是指程序总是趋向于使用最近使用过的数据和指令，也就是说程序执行时所访问的存储器地址分布不是随机的，而是相对地簇集；这种簇集包括指令和数据两部分。

程序局部性包括程序的时间局部性和程序的空间局部性。
1. 程序的时间局部性: 是指程序即将用到的信息可能就是目前正在使用的信息。
2. 程序的空间局部性: 是指程序即将用到的信息可能与目前正在使用的信息在空间上相邻或者临近。

程序的局部性原理是计算机体系结构设计的基础之一。

㈢ 什么是程序的局部性原理

程序局部性原理：虚拟存储管理的效率与程序局部性程序有很大关系。根据统计，进程运行时，在一段时间内，其程序的执行往往呈现出高度的局限性，包括时间局部性和空间局部性。
1、时间局部性：是指若一条指令被执行，则在不久的将来，它可能再被执行。
2、空间局部性：是指一旦一个存储单元被访问，那它附近的单元也将很快被访问。

㈣ 什么是程序访问的局部性存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理

程序访问的局部性是指程序在执行时呈现出局部性规律，即在一段时间内，整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。它们倾向于引用的数据项邻近于其他最近引用过的数据项，或者邻近于最近自我引用过的数据项。局部性通常有两种形式：时间局部性和空间局部性

存储系统中Cache-主存层次和主存-辅存层次均采用了程序访问的局部性原理。

㈤ 谁可以很详细的解释一下局部性啊，分空间的和时间的

进程运行时，在一段时间里，程序的执行往往呈现高度的局部性，包括时间局部性和空间局部性。时间局部性是一旦一个指令被执行了，则在不久的将来，它可能再被执行。空间局部性是一旦一个指令一个存储单元被访问，那么它附近的单元也将很快被访问。程序的局部性原理是虚拟存储技术引入的前提。虚拟存储的实现原理是，当进程要求运行时，不是将它全部装入内存，而是将其一部分装入内存，另一部分暂时不装入内存。

㈥ 1．什么是“程序访问的局部性”存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理

程序的局部性原理，即程序的地址访问流有很强的时序相关性，未来的访问模式与最近已发生的访问模式相似。根据这一局部性原理，把主存储器中访问概率最高的内容存放在Cache中，当CPU需要读取数据时就首先在Cache中查找是否有所需内容，如果有则直接从Cache中读取；若没有再从主存中读取该数据，然后同时送往CPU和Cache。

㈦ 程序的局部性原理

程序的局部性原理是呈现出局部性规律。

程序的局部性原理，是指程序在执行时呈现出局部性规律，即在一段时间内，整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。相应地，执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。

程序在执行时呈现出局部性规律，即在一段时间内，整个程序的执行仅限于程序中的某一部分。相应地，执行所访问的存储空间也局限于某个内存区域。局部性原理又表现为：时间局部性和空间局部性。

划分工作集可以按定长时间或定长页面两种方法进行划分。当颠簸现象发生时，说明系统的负荷过大，通常采用处理器均衡调度。另一种是控制缺页率，当缺页率达到上限时，则增加内存分配量；当缺页率达到下限时，就减少内存的分配量。

㈧ 程序局部性原理

在复习操作系统时遇到了这样的问题

CPU利用程序局部性原理使得高速指令处理和低速内存访问得以匹配从而提高CPU效率，那么什么是程序局部性原理？

我们先将计算机分为数个层次：

寄存器  64位

一级缓存L1 4×64KB

二级缓存L2 4×256KB

三级缓存L3 8MB

内存 4GB

磁盘 1TB

可以看到这些层次一个比一个更大。

寄存器，既是CPU的工作台，是存放计算数据的地方

CPU要工作了，它需要数据或者地址，从哪里来？先从一级缓存里面找，找不到就从二级缓存里面找，依次类推。假如CPU到磁盘才有，那么这个数据就会存入内存，再存入三级缓存、二级缓存、一级缓存，最后存入寄存器，CPU用它来计算了。

所以说，可以这么看， L1是寄存器的缓存，L2是L1的缓存，依次这样下去，下面一层是上面一层的缓存。

现在来讲局部性原理

CPU的工作要高速，我们希望CPU需要的数据更多的就在L1里面，一找就找着。不希望更多的跑到下面内存乃至磁盘里面去找，这样会花更多的时间。所以当CPU用了一个数据，计算机会遇见性的存入其他等会儿CPU可能会用到的数据到L123内存，用到的可能性越大，就能存到越接近寄存器的层次。这也才是缓存的真正意义。那么，计算机怎样才能判断一个数据接下来可能被用到？

时间局部性：如果一个信息项正在被访问，那么在近期它很可能还会被再次访问。

这当然是正确的，用过的数据当然可能再次被用到。

空间局部性：在最近的将来将用到的信息很可能与现在正在使用的信息在空间地址上是临近的。

正在使用的这个数据地址旁边的数据，当然也是很可能被用到的。比如数组什么的

首先要明白局部性原理能解决的是什么问题，也就是主存容量远远比缓存大，CPU执行程序的时候需要使用内存块，如果该内存块在缓存上，那么处理器直接从缓存上取该内存块就行了，因为缓存的数据传输的速率比内存快的多。因为主存容量大，所以要取的内存块很可能不在缓存上，因此就要把这个内存块移到缓存上。局部性原理就是解决这个问题：

时间局部性：程序有在一段时间内多次访问同一个数据块的倾向，这个写程序的都知道；

空间局部性：程序往往有访问一个聚集空间的数据块的倾向，参见数组的访问；

算法局部性：当程序反复访问分布在整个内存空间的数据块时，就只能看算法局部性。这个很难理解。我的理解是：一般人写的程序还是以顺序和分支执行的为多，一般很少有break、continue和goto指令，算法局部性强调的是程序执行的时候访问数据块一般是顺序访问或者隔一个空间地按序访问，出现访问到这个内存块又跑到隔老远的一个内存块又访问另一个不相关的数据块的概率是非常低的（我只是打个比方。）。当然局部性的算法还是很多的，水也比较深。只是我一点浅薄的认识。【谢谢大家】

那么局部性原理如何解决内存读取到缓存上这个问题呢？

举个例子：空间局部性，我们就可以选择在读取内存块的时候将该内存块附近的内存块也读进缓存中。称为预取（prefetch）

摘自知乎 如何理解计算机操作系统中的局部性原理？

㈨ 局部性原理

局部性通常有两种形式：

时间局部性（temporal locality）：在一个具有良好时间局部性的程序中，被引用过一次的内存位置很可能在不远的将来再被多次引用。
空间局部性（spatial locality）在一个具有良好空间局部性的程序中，如果一个内存位置被引用了一次，那么程序很可能在不远的将来引用附近的一个内存位置。
程序员应该理解局部性原理，一般而言，有良好局部性的程序比局部性差的程序运行得更快。


现代计算机系统的各个层次，从硬件到操作系统，再到应用程序，它们的设计都利用了局部性。

在硬件层，局部性原理允许计算机设计者通过引入小而快速的高速缓存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。类似的，操作系统用主存来缓存磁盘文件系统中最近被使用的磁盘块。
在应用程序的设计中，局部性原理也扮演者重要角色。如Web浏览器将最近被引用的文档放在本地磁盘上，利用的就是时间局部性。大容量的Web服务器将最近被请求的文档放在前端磁盘高速缓存中，这些缓存能满足对这些文档的请求，而不需要服务器的干预。

㈩ 什么是程序访问的局部性，存储系统中哪一级采用了程序访问的局部性原理

程序访问的局部性是指程序执行的局部规律，即在一段时间内，整个复制程序的执行仅限于程序的一部分。

他们倾向于引用与其他最近引用的项相邻的项，或者与最近自引用的项相邻的项。局部性通常有两种形式：时间局部性和空间局部性

在存储系统中，cache－mainmemory层次结构和main－secondarymemory层次结构采用了程序访问的本地原则。

程序局部性包括程序的时间局部性和空间局部性。

1．程序的时间位置：指的是要被raider程序使用的信息可能是当前正在使用的信息。

2．程序的空间定域性：指程序所使用的信息可能是相邻的，也可能是与空间中所使用的信息相邻的。

(10)如何理解程序运行的局部性扩展阅读：

丹宁根据程序的局部化理论，提出了工作集理论。工作集是进程运行时频繁访问的页面集合。

显然，我们知道，通过将程序的工作集完全保存在内存中，可以极大地减少进程中丢失的页面数量。否则，进程将在进程频繁的页面中断中运行，从而出现频繁的页面in／out现象100，导致系统性能下降，甚至出现“抖动”。

工作集的划分可以通过固定的时间长度或固定的页面长度来完成。当发生碰撞现象时，说明系统负荷过大。二是控制缺页率，当缺页率达到极限时，再增加内存分配量；当缺页率达到下限时，内存分配就会减少。