操作系统实验八、采用高速缓存实现文件读写

实验八 采用高速缓存实现文件读写

一、实验目的

（1）了解windows系统文件高速缓存的概念。

（2）熟悉windows系统文件读写相关API。

（3）掌握采用缓冲方式实现文件读写相关参数的设置。

二、实验准备知识

访问缓存必将访问磁盘，而磁盘的访问速度远远低于内存的访问速度，高速缓存就是利用内存中的存储空间，来再存磁盘传输数据，因此高速缓存不是真正的物理设备，而是一只核心及内存映像机制。由于它被设置在内存中，因此速度非常快，可以在一定程度上解决CPU与磁盘速度不匹配的问题。

高速缓存的原理是：假设一个进程读文件的第一块数据，它常常会按顺序读取第二个数据，第三块数据等等，直到读出所有需要的数据。利用这个规律可以进行文件的预先读，即在进程没有读第二块数据，第三块数据之前，操作系统提前把这些数据读入内存的高速缓存。当进程请求访问这些数据时，就可以快速的将这些数据从高速缓存中读出交给进程使用。另外，由于文件可能会被多次读出，在第一次读出后，将文件保存在高速缓存中， 以后再读时就不用去磁盘中去读而直接从高速缓存中读取即可。利用LRU(最少使用页面置换算法)原则，可以将不使用的文件数据从高速缓存中删除以节约高速缓存空间。

写文件可使用延迟写机制，具体地说，如果一个进程要求写文件，它首先把要写的内容交给高速缓存。而高速缓存并不立即把它写回磁盘，而是在CPU空闲时在完成写操作。这样，要写磁盘的进程就可以不必等待写操作完毕在继续工作，从而节省了整个进程的执行时间。此外，如果另外一个进程要访问还没有写回磁盘的数据，在操作系统的管理下，就可以从高速缓存中得到刚刚更新的数据，而不是磁盘上的旧数据，从而保障了文件内容的一致性。

三、实验内容

（一）实验内容

建立一个函数，使用该函数将源文件source.txt中的内容读出，在写到目标文件sequence.txt去。

（二） 主要代码

/ File_Overlapped.cpp : Defines the entry point for the console application.
//

#include "stdafx.h"
#include "11.h"

#ifdef _DEBUG
#define new DEBUG_NEW
#undef THIS_FILE
static char THIS_FILE[] = __FILE__;
#endif

DWORD BufferSize=1024;
char buf[1024];
/
// The one and only application object
CWinApp theApp;

using namespace std;
void FileReadWrite_Overlapped(char*source,char*destination);
int _tmain(int argc, TCHAR* argv[], TCHAR* envp[])
{
    
    
	int nRetCode = 0;
	printf("Call FileRead\nWrite_Overlapped!\n");
	FileReadWrite_Overlapped("source.txt","sequntial.txt");

	return nRetCode;
}

void FileReadWrite_Overlapped(char*source,char*destination)
{
    
    
	HANDLE handle_src,handle_dst;
	DWORD NumberOfByteWrite,NumberOfByteRead,Error;
	BOOL cycle;
	char*buffer;
	buffer=buf;
	OVERLAPPED overlapped;
	//创建文件
	handle_src=CreateFile(source,
		GENERIC_READ,
		0,
		NULL,
		OPEN_EXISTING,
		FILE_FLAG_SEQUENTIAL_SCAN,
		NULL);
	handle_dst=CreateFile(destination,
		GENERIC_WRITE,
		NULL,
		NULL,
		CREATE_ALWAYS,
		NULL,
		NULL);
	if(handle_src==INVALID_HANDLE_VALUE || 
		handle_dst==INVALID_HANDLE_VALUE)
	{
    
    
		printf("File Create Fail!\n");
		exit(1);
	}
	cycle=TRUE;

	while(cycle)
	{
    
    
		NumberOfByteRead=BufferSize;
		//读文件
		if(!ReadFile(handle_src,buffer,NumberOfByteRead,&NumberOfByteRead,NULL))
		{
    
    
			printf("Read File Error!%d\n",GetLastError());
			exit(1);
		}
		if(NumberOfByteRead<BufferSize)
			cycle=FALSE;
		//写文件
		if(!WriteFile(handle_dst,buffer,NumberOfByteRead,&NumberOfByteWrite,NULL))
		{
    
    
			printf("Write File Error!%d\n",GetLastError());
			exit(1);
		}
	}
	//关闭文件句柄
	CloseHandle(handle_src);
	CloseHandle(handle_dst);

}

四、实验结果与总结

该实验完成缓冲方式的文件读写操作。先创建两个文件，即source.txt和sequential.txt，然后反复从文件source.txt中读出数据块，并写到文件sequential.txt中去，直到文件尾为止。