Windows系统下利用高速缓存进行文件读写的实现

"实验六 采用高速缓存实现文件读写" 在本次实验中，我们将探讨如何利用高速缓存（也称为缓冲区）来提高文件读写的效率。高速缓存是计算机系统中一种优化数据访问的技术，它通过存储常用或最近访问的数据来减少对慢速存储设备（如硬盘）的访问次数，从而提升性能。 实验目的： 1. **理解Windows系统文件高速缓存的基本概念**：Windows操作系统为了提高文件操作的效率，会自动在内存中设立一个缓存区域，存放最近访问过的文件数据。当需要读取文件时，系统首先会检查高速缓存中是否有所需数据，如果有则直接返回，无需等待硬盘读取，从而减少延迟。 2. **熟悉Windows系统文件读/写相关的API**：在Windows编程中，我们可以使用诸如`CreateFile`、`ReadFile`、`WriteFile`等API进行文件操作。这些API允许开发者控制缓冲区大小、读写位置等参数，以优化文件操作。 3. **掌握缓冲方式实现文件读/写的相关参数设置**：在读写大文件时，使用缓冲技术可以显著提高性能。通过设定合适的缓冲区大小，可以减少磁盘I/O操作，因为一次性读取或写入大量数据比多次小块读写更有效率。 实验内容： 实验要求建立一个函数，该函数负责从源文件`source.txt`中读取内容，并将其写入目标文件`sequential.txt`。在这个过程中，我们需要使用到如下的步骤和API： 1. **打开文件**：使用`CreateFile`函数打开源文件和目标文件，获取文件句柄。可以设置文件访问模式（读写）、共享模式以及是否创建新文件等选项。 2. **分配缓冲区**：根据实验代码，缓冲区大小被定义为1024字节，即`BufferSize=1024;`。这是读写文件时一次性处理的数据量。 3. **读取文件**：使用`ReadFile`函数，指定文件句柄、缓冲区地址（`buf`）、要读取的字节数（`BufferSize`），以及用于存储实际读取字节数的变量（`NumberOfByteRead`）。这个函数会将文件内容读入缓冲区。 4. **写入文件**：在读取成功后，使用`WriteFile`函数将缓冲区内容写入目标文件。同样指定文件句柄、缓冲区地址、要写入的字节数（等于实际读取的字节数`NumberOfByteRead`），并记录实际写入的字节数（`NumberOfByteWrite`）。 5. **循环读写**：如果文件大小超过缓冲区大小，需要多次读取和写入，直到文件读完。通过循环实现这一过程，每次读取和写入都检查返回值，确保操作成功。 6. **关闭文件**：最后，使用`CloseHandle`函数关闭源文件和目标文件的句柄，释放系统资源。 参考程序中提供的`FileReadWrite_Sequential_Scan`函数就是实现这一过程的具体代码。在主函数`main`中调用这个函数，传递源文件名和目标文件名作为参数，执行文件的读写操作。 通过本实验，学生不仅可以了解高速缓存的工作原理，还能实际操作文件读写API，增强对文件操作的理解和实践能力。同时，通过调整缓冲区大小和其他参数，还可以进一步研究其对文件读写性能的影响。