• 3.内存和磁盘的关系


    1.内存和磁盘

    计算机中的主要存储部件:内存和磁盘

    内存:利用电效应实现存储,计算机关机后,内存中数据会被清空。特点:高速高价

    磁盘【即硬盘】:利用磁效应实现存储。特点:低速廉价

    磁盘中的程序必须要加载到内存后才能运行,在【1.CPU】中已经提到过。

    CPU不直接读取磁盘中程序的原因是磁盘的读取速度慢

    2.磁盘缓存【假想的磁盘,实际是内存】:指的是把磁盘中读取的数据存到内存中,这样,当再次访问同一数据时,通过访问内存【磁盘缓存】,提高访问速度

    3.应用访问数据的过程:首次才磁盘中读取数据,同时把数据保存到内存中【即磁盘缓存】,再次访问该数据时,则从内存中读取

    4.把低速设备的数据保存在高速设备中,再次访问时直接从高速设备读取,这种【缓存】方式在其他地方也用到。比如web浏览器会把数据暂时保存在磁盘中,再次访问页面时,直接获取磁盘中的数据。实现了把低速的网络数据保存到相对高速的网盘中

    5.虚拟内存【假想的内存,实际是磁盘】:把磁盘的一部分作为假想内存来使用,但是实际上正在运行的程序在当下时刻还是必须得存在于内存中,虚拟内存中的数据不是当前正在运行的程序

    6.虚拟内存的方法:分页式和分段式

    1)windows是分页式:不考虑程序构造的情况下,把运行的程序按照一定大小的页进行分割,以页为单位,在内存和磁盘中进行置换。一般情况,页的大小是4KB

    Page In: 磁盘内容读到内存

    Page Out:把内存的内容写到磁盘

    程序运行时,需要运行的部分Page In,不需要运行的就Page Out

    为了实现虚拟内存,windows在磁盘上提供了虚拟内用的文件【页文件】,文件大小即是虚拟内存的大小,一般是实际内存的相同大小甚至两倍大小

    2)分段式内存:把要运行的程序以指令和数据为段落进行划分,再以分割后的段落为单位在内存和磁盘之间进行交换

    7.磁盘:把磁盘表面划分为多个物理空间。划分方式:扇区方式和可变长方式

    1)扇区方式:将磁盘划分为固定长度的空间

    一般windows的硬盘和软盘都是采用扇区方式

    磁道:把磁盘表面分成若干同心圆的空间

    扇区:把磁道按照固定大小【能储存相同大小的数据】划分而成的空间。是磁盘进行物理读写的最小单位

    windows中使用的磁盘,1个扇区是512字节,不过在逻辑方面【软件方面】对磁盘读写的单位是扇区的整数倍簇。

    根据磁盘容量的 不同,1簇可以是512字节、1KB【2个扇区】、2KB、4KB。。。32KB,磁盘容量越大,簇的容量月越大

    在软盘中,1簇只能是一个扇区大小

    不论硬盘还是软盘,不同的文件不能存储在同一个簇中,因为会导致文件无法删除的问题

    所以无论多小的文件,至少都占用1簇,所有文件占据的空间是1簇的整数倍

    如果减少簇的容量,磁盘的访问次数会增加,导致读写文件的时间变长。扇区和簇的大小,是由处理速度和磁盘容量的平衡决定

    2)可变长方式:把磁盘划分为长度可变的空间

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