硬盘与内存

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）。

程序要加载到内存后才开始运行

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。

磁盘缓存提高访问速度的机制

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。