2021-08-17

存储管理

在Windows操作系统中，虚拟存储器是由计算机中的物理内存（主板上的RAM）和硬盘上的虚拟内存（“交换文件”）联合组成的，每个页面的大小是4KB，页面调度算法采用“最近最少使用”（LRU）算法。操作系统通过在物理内存和虚拟内存（“交换文件”）之间来回地自动交换程序和数据页面，达到下列两个效果：①开发应用程序时，每个程序都在各自独立的容量很大的虚拟存储空间里进行编程，几乎不用考虑物理内存大小的限制；②程序运行时，用户可以启动许多应用程序运行，其数目不受内存容量的限制

虚拟内存

Windows操作系统默认情况下是利用C盘的剩余空间来做虚拟内存的，因此，C盘的剩余空间越大，对系统运行就越好，虚拟内存是随着用户的使用而动态地变化的，这样C盘就容易产生磁盘碎片，影响系统运行速度，所以，最好将虚拟内存设置在其他分区

文件管理

在现代计算机系统中，程序和数据都是以文件的形式存储在磁盘（或磁带等外存储器）上，为此，操作系统需要提供文件管理功能，负责为用户建立文件，撤销、读写、修改和复制文件，此外，还负责对文件进行存取控制

文件及其属性

为了区别不同的文件，每个文件都必须有一个名字，即文件名。文件名是存取文件的依据，通常由主文件名和扩展名组成，主文件名和扩展名之间用“。”分开。主文件名至少要一个字符，扩展名可以没有。扩展名一般用于区分文件的类型，例如，“.doc”表示Word文档文件，“.DAT”表示数据文件等。在Windows操作系统中，文件名可以长达255个字符（主文件名和扩展名），用户命名文件时应选择有意义的词或短语，以帮助记忆
每个文件除了它所包含的内容（程序或数据）之外，为了管理的需要，还包含了一些关于该文件的说明信息。例如，Windows操作系统使用的文件说明信息有文件名、文件类型、文件物理位置、文件大小、文件时间（创建时间、最近修改时间、最近访问时间等）、文件创建者、文件属性等。应该注意的是，文件的说明信息和文件的具体内容是分开存放的，前者保存在该文件所属目录中，后者则保存在磁盘的数据区中
文件说明信息中的文件属性在文件管理中有重要的作用，它用于指出该文件是否为系统文件、隐藏文件、存档文件或只读文件。例如，若标注为系统文件，表示该文件是操作系统本身所包含的文件，删除时系统会给出警告。又如要查询前面所提到的虚拟内存交换文件pagefile.sys，必须提前在【Windows资源管理器】→【工具】→【文件夹选项】→【查看】中的【高级设置】框中去掉【隐藏受保护的操作系统文件（推荐）】选项和设置【显示隐藏文件、文件夹和驱动器】项，才能在C盘根目录下查找到该文件

文件系统

文件系统又被称作文件管理系统，它是指操作系统中负责管理和存储文件信息的软件机构。它对文件存储器空间进行组织和分配，负责文件的存储并对存入的文件进行保护和检索的系统。具体地说，它负责为用户建立文件，存入、读出、修改、转储文件，控制文件的存取，当用户不再使用时删除文件等。
目前U盘常常使用FAT32（File Allocation Table）系统，硬盘大多采用NTFS（New Technology File System）文件系统，CD-ROM光盘采用CDFS（Compact Disc File System），DVD和CD-RW采用UDF（Universal Disc Format）文件系统。这些文件系统在命名、目录组织、空间分配等方面有所区别，使用的外设和操作系统也不同

FAT32文件系统

FAT32是Windows操作系统硬盘分区格式的一种，采用的是32位文件分配表，它将逻辑盘的空间划分为四部分，依次是引导扇区（BOOT区）、数据区（DATA区）、文件分配表区（FAT区）和根目录区（File Directory Table，FDT）

NTFS文件系统

NTFS也使用簇作为磁盘空间的分配单位，但簇号采用64位表示。在FAT文件系统中存储引导程序、FDT表、FAT表等信息都存储成为普通的文件，因而带来了很大的灵活性

设备管理

计算机系统配备了多种外部设备，计算机执行的最复杂的任务之一就是和显示器、打印机、磁盘以及其他外部设备通信。设备管理应该能够记录所有设备的状态信息，并根据设备的种类采用合理的设备分配策略，将设备分配给提出请求的任务，启动具体设备完成数据传输等操作，当设备使用完后，还要负责设备的回收。由于外部设备的运行速度远远低于处理器的处理速度，设备管理还应该能够提供缓冲功能，以协调外部设备和处理器之间的并行工作程度

人机对话

为了方便用户使用操作系统，操作系统提供了人机接口。操作系统为用户提供了两种接口。

操作级（命令接口），指用户在程序之外请求操作系统服务。用户可以在以下两种界面上输入操作命令：命令界面——用户可以在终端上输入操作系统提供的命令，完成指定操作

程序级（程序接口），指用户在程序中使用操作系统提供的系统调用命令请求操作系统服务。系统调用是一个能完成特定功能的子程序，因此，系统调用类似于子程序或函数调用，编程人员通过系统调用请求系统资源

算法

通俗地说，算法（Algorithm）就是解决问题的方法与步骤
算法一旦给出，就可以直接按算法去解决问题，因为解决问题所需要的智能（知识和原理）已经体现在算法之中，我们唯一要做的就是严格地按照算法的指示去执行。这就意味着算法是一种将智能与他人共享的途径。一旦有人设计出解决某个问题的有效算法，其他人无须成为该领域的专家就可以使用该算法去解决问题

算法特点
在计算机学科中，算法指的是用于完成某个信息处理任务的有序而明确的、可以由计算机执行的一组操作（或指令），它能在有限时间内执行结束并产生结果。尽管由于需要求解的问题不同而使得算法千变万化、简繁各异，但所有的算法都必须满足下列特点

确定性。算法中的每一步操作必须有确切的含义，即每一步操作必须是清楚明确的，无二义性的。

有穷性。一个算法总是在执行了有限步的操作之后终止。

可行性。算法中有待实现的操作都是计算机可执行的，即在计算机的能力范围之内，且在有限的时间内能够完成。

输入。有零个或多个输入。

输出。至少产生一个输出（包括参量状态的变化）