第四课、试卷讲解 磁盘
一 、 带着问题学习 磁盘
现在计算机的运行速度越来越快，那么它最拖速度的又是什么呢？也就是说现阶段计算机速度的瓶颈是哪个部件呢？
现在来说，磁盘的速度成为了计算机速度的瓶颈了。cpu的频率高的已经达到了5.0GHZ，也就是说一个核心一秒钟运算了50亿次。
1. 存储程序方式是指的什么？
外部介质来存储，比如图灵机 ，效率低下，存储有的用打孔的方式记录，慢慢的发展，就有了现在冯诺依曼式的结构，存储式计算机。
存储式计算机，存储的介质，最开始用软盘，再发展成碟片式的磁盘，现在发展成芯片式的ssd。
能用来存储的东西有哪些？ 寄存器 内存 磁盘 看图：
那么程序在执行的过程中，是怎么访问磁盘的呢？
2. 如何通过内在来提高磁盘的访问速度？
3. windows为例，他为了节约内存用了哪些手段？
二 、磁盘
磁盘缓存
虚拟内存
节约内在的编程方式有哪些？
磁盘缓存
我们的计算机先访问内存，内存读取硬盘上的数据，在内存读取硬盘上的数据，也是要发时间的，那么，怎么节省这个时间？
那我们能不能提高内存访问磁盘的速度呢？答案是可以！这样就引申出磁盘缓存的概念。什么是磁盘缓存呢？
我们在使用数据的时候，同时会悄悄的载入一些数据到内存中，而当我们第2次使用这段数据的时候，我们就到内存里面取用
以上是比较老式的系统中,如win95/98，曾经使用过的磁盘缓存方式。当时的磁盘相当的慢，内存也是很有限，这种方式能很大的程度上解决磁盘太慢的问题。另：磁盘缓存，存在哪呢？把它存在内存当中。磁盘缓存就是：使用内存，当作磁盘用。当用完了之后，再把数据还回磁盘。当然，我们使用数据的地方，它还是会偶尔的访问我们的磁盘的。但它只访问一次，再次访问的时候，直接去内存找了。这项技术在我们开发的服务端上大量的运用，还有数据库上也得到很多的运用，我们接触最多的，用浏览器上网，也会使用磁盘缓存的技术。也就是拿着内存来当磁盘用。
磁盘缓存 很大的解决了磁盘慢的问题，但慢慢的，我们发现内存不够用了，引出虚拟内存的方案。
虚拟内存
什么是虚拟内存？ 虚拟内存是将我们的磁盘特定的一块，当作内存使用。
虚拟内存的算法有两种：1分页式 2 分段式 分页式就是把数据分成一页一页的，什么是一页呢？一页就是一个大小，分成一个个的页，比如一页是一个4KB大小，很久之前的数据是4KB大小。分段呢，它会考虑数据里面的逻辑，比如说，这一块是处理什么事情的，我把它分出一块来，那一块又是处理什么的，我又把它分一块。当内存的一块事情处理完成，再和虚拟内存的数据交换。
page in page out 交换，虚拟内存和内存交换，加载进内存是page in ，还给虚拟内存是page out。
虚拟内存 它的存在就是：让你的程序能运行起来 。 如一个程序6G大小，你的内存只有4G，那操作系统就会把2G分配给虚拟内存。
节约内存的编程方式
函数共用
比如：动态链接 DLL英文是动态加载的意思
函数共用 ，提升了利用率，节省了内存，能做更多的事情。
被调用方清理栈
程序运行中，内存会有一块专门的区域，负责存储一些临时的值。这块区域我们称为“ 栈 ”。
栈不能无限的扩大，还需要回收空间，使用完了之后，要回收。所以呢，就要有一个程序回收我们的栈空间。清理栈一般会在一个函数调用完成之后进行清理动作。而函数的调用分为2种方式：
1 windows中使用_stdcall
2 其它方式
其它方式是如何来清理栈的呢？很早以前是如图所示
数据的压缩
磁盘的物理结构：
磁道 扇区 簇 粗略的了解下 1簇=1个扇区 512byte 这个数据不是一成不变的，磁盘越大，簇就可能更大。windows操作磁盘最小单位就是簇， 同一簇里面不能有相同的数据。如果装了2个相同 的文件，那么这个簇就打不开了。
磁盘有时也是不够用的，这就有了相应的数据压缩的算法
RLE 压缩算法
能很好 的压缩 图像 比如传真机 2种色，黑和白
exe文件 有很多0000的空白区，也能很好的压缩
RLE 无正儿八经的压缩文本的
里面没有重复的
哈夫曼 压缩算法
一篇文章，长关键字出现的频率，记录下来，分别使用编码的方式代替关键字
特点：将长的特征编成短的编码
压缩：有可逆的，也有不可逆的如：jpeg格式，有损压缩
固态硬盘，也是机械硬盘的原理改良的，原理还是一样，只是改成了ica芯片存储了。
混合硬盘，它有磁盘结构，它还有一块ic结构，把它做成磁盘的缓存。
磁盘阵列，在磁盘读取的峰值，可以使用几块硬盘，几块分布写出，同时多线读取
总结
