程序不读入内存就无法运行
程序保存在存储设备中,通过有序地被读出来实现运行,这个机制称为“存储程序方式”(程序内置方式)。
计算机中主要的存储部件是内存核磁盘。磁盘中存储的程序,必须要加载到内存后才能运行。在磁盘中保存的原始程序是无法直接运行的。这是因为,负责解析和运行程序内容的CPU,需要通过内部程序计数器来指定内存地址,然后才能读出程序。即时CPU可以直接读出并运行磁盘中保存的程序,由于磁盘读取速度慢,程序的运行速度是会降低。
磁盘缓存加快了磁盘访问速度
磁盘缓存(disk cache)指的是把从磁盘中读出的数据存储到内存空间中,这样一来,当接下来需要读取同一数据时,就不用通过实际的磁盘,而是从磁盘缓存中把内容读取出来,使用磁盘缓存可大大改善磁盘数据的访问速度。
把低速设备的数据保存在高速设备中,需要时可以直接将其从高速设备中读出,这种缓存的方式在其他情况下也会用到,例如web浏览器中的使用。
虚拟内存把磁盘作为部分内存来使用
虚拟内存(virtual memory)是把磁盘的一部分作为假想的内存来使用,这与磁盘缓存的假想的磁盘(实际上是内存)相对,虚拟内存是假想的内存(实际上是磁盘)。
借助于虚拟内存,在内存不足时也可运行程序。不过,CPU只能执行加载到内存中的程序。虚拟内存虽说是把磁盘作为内存的一部分来使用,但实际上正在运行的程序部分,在这个时间点上是必须存在内存中的。也就是说,为了实现虚拟内存,就必须把实际内存(物理内存)的内容和磁盘上的虚拟内存的内容进行部分置换(swap),并同时运行程序。
虚拟内存的方式分为分页式和分段式,Windows采用的是分页式。分页式是指在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(page)进行分割,并以页为单位在内存和磁盘间进行置换。在分页式中,我们把磁盘的内容读出的内存称为PageIn,把内存的内容写入磁盘称为PageOut。一般情况下,Windows计算机的页的大小是4KB。也就是说,把大程序用4KB的页来进行切分,并以页为单位放入磁盘(虚拟内存)或内存中。
节约内存的编程方法
- 通过DLL文件实现函数共有
DLL(Dynamic Link Library)文件,是在程序运行时可以动态加载Library(函数和数据的集合)的文件。多个应用可以共用同一个DLL文件,而通过共用同一个DLL文件则可以达到节约内存的效果。
- 通过调用_stdcall来减少程序文件的大小
通过调用 _stdcall 来减少程序文件的方法,是用C语言编写应用时可以利用的高级技巧。C语言中,在调用函数后,需要执行栈清理处理指令。栈清理处理是指把不需要的数据从接受到传递函数的参数时使用的内存上的栈区域中清理出去。