《程序是怎样跑起来的》第五章理解

计算机的内存是直接与CPU通信的存储介质，它的访问速度非常快。当程序或数据存储在磁盘上时，CPU不能直接访问它们，因为磁盘的访问速度比内存慢得多。为了执行程序或访问数据，它们首先需要被加载到内存中，这样CPU才能快速访问它们。磁盘缓存是一种利用高速内存（通常是RAM）来存储最近访问过的磁盘数据的技术。当程序再次请求这些数据时，它们可以从缓存中快速读取，而不是从较慢的磁盘中读取。这大大减少了磁盘访问的次数，从而提高了性能。磁盘通常由一个或多个盘片组成，每个盘片两面都涂有磁性材料。盘片以固定的速度旋转。磁盘驱动器还包括一个或多个读写头，它们悬浮在盘片上方几微米的位置，用于读取或写入数据。数据是以螺旋状的方式从内圈向外圈或从外圈向内圈读取的。每个盘片有多个磁道，每个磁道又分为多个扇区。扇区是磁盘上最小的可寻址单位。尽量直接操作原始数据，而不是创建不必要的副本。选择适合问题的数据结构，以减少内存使用。例如，如果知道集合中不会有重复的元素，可以使用集合而不是列表。确保在不再需要时释放内存，例如关闭文件、数据库连接或释放对象。如果某些数据需要频繁访问，可以考虑使用缓存来减少磁盘访问。确保在程序运行过程中分配的所有内存最终都被释放。对于频繁分配和释放小块内存的情况，可以考虑使用内存池来减少内存碎片和分配/释放的开销。如果内存是一个瓶颈，并且数据量很大，可以考虑使用压缩算法来减少内存使用。将大数据分成小块并在需要时加载到内存中。这有助于减少初始加载时间和内存使用。通过遵循这些最佳实践，程序员可以更有效地管理内存使用，从而提高程序的性能和响应速度。