局部性原則英文解釋翻譯、局部性原則的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【計】 principle of locality

分詞翻譯：

局部的英語翻譯：

part
【計】 L; LOC
【醫】 mero-; topo-

原則的英語翻譯：

fundamental; principle; tenet
【醫】 principle
【經】 general principles; principle

專業解析

局部性原則（Principle of Locality）的漢英詞典視角解析

一、術語定義與核心概念

局部性原則（Locality Principle）是計算機科學的核心理論之一，指程式在執行過程中傾向于集中訪問某些特定的内存區域或數據。其英文對應術語為"Locality" 或"Principle of Locality"，具體分為兩類：

時間局部性（Temporal Locality）：近期被訪問的數據很可能在短期内被再次訪問（例如循環中的變量）。
空間局部性（Spatial Locality）：當某個數據被訪問時，其相鄰數據也可能被訪問（例如數組遍曆）。
這一原則是計算機緩存（Cache）設計的理論基礎，通過預測數據訪問模式提升系統性能。

二、技術實現與工程應用

在硬件設計中，局部性原則驅動了多級緩存架構的優化：

CPU緩存：根據局部性預加載數據，減少訪問主存的延遲。
預取技術（Prefetching）：預測後續可能訪問的内存地址并提前加載，例如在順序讀取文件時預取下一數據塊。
實際案例：Intel CPU的緩存層級（L1/L2/L3）通過空間局部性存儲相鄰指令，加速指令流水線執行。

三、跨領域擴展與應用

局部性原則不僅限于計算機體系結構：

操作系統：文件系統的磁盤緩存（如Linux的Page Cache）利用時間局部性保留高頻訪問文件。
算法設計：高效算法（如緩存敏感算法 BFS）通過優化數據存儲順序提升空間局部性。
分布式系統：CDN節點基于用戶地理位置（空間局部性）緩存内容，減少網絡延遲。

四、權威學術定義與參考

根據IEEE計算機協會的定義：

"Locality refers to the tendency of programs to access data or instructions in clustered address ranges, forming the basis for memory hierarchy efficiency."
（局部性指程式傾向于訪問聚集的地址範圍數據或指令，是内存層級效率的基石）。

參考文獻

Hennessy, J. L., & Patterson, D. A. Computer Architecture: A Quantitative Approach (6th ed.). Morgan Kaufmann. IEEE Xplore
Smith, A. J. "Cache Memories." ACM Computing Surveys, 14(3), 473-530. ACM Digital Library
Aggarwal, A., & Vitter, J. S. "The Input/Output Complexity of Sorting." Journal of the ACM, 35(5), 1116-1127. Springer Link

網絡擴展解釋

局部性原則是計算機系統中重要的設計理念，指程式在執行時傾向于重複訪問近期使用過的數據或鄰近存儲位置的數據。這一原則深刻影響着硬件和軟件的設計優化，具體可分為以下核心要點：

一、定義與分類

時間局部性
指程式在短時間内可能重複訪問同一數據或指令。例如循環結構中的變量會被多次引用。這種特性使得緩存技術能夠有效提升訪問速度。
空間局部性
指程式傾向于訪問鄰近存儲位置的數據。比如遍曆數組時，按行順序訪問元素會比跳轉訪問更高效。步長越小的訪問模式（如步長1），空間局部性越優。

二、應用場景

硬件優化
高速緩存（Cache）利用局部性存儲近期數據，使CPU減少訪問主存的延遲。
操作系統
虛拟内存通過頁面置換算法保留常用内存頁，磁盤緩存則緩存最近訪問的磁盤塊。
編程實踐
優化數組遍曆順序（行優先 vs 列優先）可提升執行效率。例如二維數組按行求和比按列求和時間局部性更優。

三、設計啟示

循環結構天然具有時間局部性，應減少循環内無關變量的引用
數據布局盡量連續（如結構體數組優于數組結構體）以增強空間局部性
算法設計時關注數據訪問模式，例如分塊處理大數據集

提示：該原理自1968年Denning提出後，始終是體系結構優化的核心理論，現代CPU的多級緩存架構、SSD的FTL算法等均基于此原則實現高效數據訪問。