计算机基础——内存和磁盘

内存(memory)/主存

  • 没有内存,cpu无法执行程序指令
  • 计算机中所有程序都是在内存中执行的
  • 作用: 存放cpu中运算的数据,以及与硬盘等外部存储设备交换的数据
  • 只要计算机在运行,cpu就会把需要运算的数据调到内存中进行计算
内存物理结构

内存是由各种IC电路组成的

部件 作用
随机存储器(RAM) 可以读写数据;机器关闭时,数据==丢失 ==
只读存储器(ROM) 只能读取数据;机器关闭,数据不丢失
高速缓存(Cache) L1 Cache:一级缓存;L2 Cache:二级缓存;L3 Cache:三级缓存;
  • 缓存位于内存和cpu之间,读写速度>内存
  • 当cpu向内存写入数据时,也会写入Cache
  • 当cpu读取数据时,直接从Cache读取,若没有则从内存
内存读写过程

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内存现实模型

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内存和磁盘的关系

计算机五大基础部件:

  • 存储器(内存,磁盘)
  • 控制器
  • 运算器
  • 输入设备
  • 输出设备
程序不读入内存就无法继续运行

磁盘中存储的程序必须加载到内存中才能运行,因为负责解析和运行程序内容的cpu需要通过程序计数器来指定内存地址从而读出程序指令
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虚拟内存

假象的内存,实际是磁盘
虚拟内存被分割成多个物理碎片,还有部分存储在外部磁盘管理上,必要时进行数据交换
通过借助虚拟内存,在内存不足时任何运行程序

虚拟内存和内存交换方式

  • 分段式
  • 分页式
    windows采用分页式,不考虑程序构造,把运行的程序按照一定大小的页进行分割,以页为单位进行置换

磁盘构造

磁盘缓存

假想的磁盘,实际为内存
每次内存从磁盘读取数据,肯定会碰到重复相同的内容,将其存储在磁盘缓存中,大大改善磁盘访问速度
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磁盘的物理构造

磁盘存储数据的物理结构,磁盘通常将物理表面划分为多个空间使用

  • 可变长方式
  • 扇区方式(固定长度空间)
    windows采用扇区方式,一个扇区通常512字节,读写单位是扇区整数倍族
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