高手之路——Po学校学习笔记-第四课

第四课 带着问题学习——磁盘

1.存储程序方式是指的什么
2.如何通过内存来提高磁盘的访问速度
3.Winodws为例，他为了节约内存用了哪些手段
4.现在电脑的瓶颈就是在磁盘上，数据传输速度远远低于电脑整个电脑所需求的速度。

5.磁盘发展路线：
软盘---机械硬盘(碟片式)----SSD(芯片式)

6.计算机中能够存储数据的东西
（1）寄存器，在CPU内部来使用的，速度是最快，数量最少，最贵
（2）内存，通过内存地址来访问，一般快，多，贵，
（3）磁盘，最慢，容量最多，最便宜

7.程序执行过程：
（1）CPU直接从磁盘读取数据，取回寄存器中进行运算，运算完成后将数据存储回磁盘。
（2）通过内存将硬盘上的内容加载到内存，然后cup直接访问内存，这种方式比上一种方式要快很多，我们称之为存储式计算机，冯诺依曼结构

8.内存从硬盘中读取数据也需要花费时间，通过什么方式来解决？
（1）通过磁盘缓存技术来解决，第一次读取，先加载数据，同时把数据加载到内存中，第二次读取的时候，直接到内存读取。
（2）虚拟内存，磁盘中的一块当作内存使用，CPU只能执行内存中的数据，所有这时会在物理内存中开辟一段空间，通过这个空间来和磁盘上的虚拟内存进行交换。将数据从虚拟内存读取到物理内存叫做PageIn,反过来叫做PageOut。那么物理内存和虚拟内存的交互方式有哪些？
A.分段式，根据数据集合，分别将数据和程序分开
B.分页式，将数据按照固定的大小进行分页，比如4KB分为一页

9.节约内存的编程方式
（1）函数共用，动态链接库DLL，多个程序调用这个dll
（2）被调用方清理栈，程序运行过程中会在内存中存储一些临时值，使用完了，要进行回收栈的空间。
A.清理栈在什么时候进行，在函数调用结束之后；如何清理栈？
(a).调用_stdcll,这种方式更好，在栈底进行add esp 8，自动进行栈清理，节省内存空间。
(b).其他方式，以前的方式，需要手动调用add esp 8
（3）数据压缩-----节约硬盘的方式
A.RLE算法，比如文本为：AAAABBBBB压缩为A4B5
B.哈夫曼算法，文本压缩，
C.不可逆压缩，比如图片JPEG格式

10.磁盘的物理结构。
扇区，按照磁道一块一块的划分，有多个扇区，簇，最小单位，windows中最磁盘单位为4kb，在同一个簇里边，不能有相同的文件，这也就是为什么文件的大小和占用磁盘的大小的有区别了，占用磁盘的大小永远都是大于文件的大小的，就是因为需要进行扇区对齐，按照簇最小单位的倍数递增。