计算机内部存储关系理解

Posted 2020-11-23 tian-bao555

CPU-CPU内的寄存器--高速缓存器SRAM--内存DRAM---磁盘

处理速度-高	高	偏高	中	低	偏低
CPU	寄存器	高速缓存区	内存	磁盘	光盘、U盘，其他储存器
储存空间-	kb	Mb	Gb	500Gb	Tb

CPU：中央处理器（CPU，Central Processing Unit）是一块超大规模的集成电路，是一台计算机的运算核心（Core）和控制核心（ Control Unit）。它的功能主要是解释计算机指令以及处理计算机软件中的数据。

中央处理器主要包括运算器（算术逻辑运算单元，ALU，Arithmetic Logic Unit）和高速缓冲存储器（Cache）及实现它们之间联系的数据（Data）、控制及状态的总线（Bus）。它与内部存储器（Memory）和输入/输出（I/O）设备合称为电子计算机三大核心部件。

 

寄存器：是中央处理器（CPU）中的一部分，有限存贮容量的高速存贮部件（空间比较小在kb级别），用来暂存指令、数据和地址。CPU对内存中的数据进行处理时，往往先把数据取到寄存器中，而后再作处理，加快直接同内存读取指令和读写数据的速度。

 

高速缓冲存储器：是存在于内存与CPU之间的存储器，容量比较小但速度比内存高得多（比寄存器要慢1倍左右，但是空间可以达到MB级别），接近于CPU的速度。高速缓存是加速读取速度的一个桥梁（工具）。CPU向内存读取数据时，首先查询缓存区是否有对应数据，如果有则直接读取，没有再从内存中读取。高速缓存中存储的都是内存中的数据，这部分数据是CPU访问比较频繁的部分。系统会动态管理缓存中的数据，如果有数据访问频率降低到一定值，就从缓存中移除，而将内存中访问更加频发的数据替换进去。（高速缓存可以不只一级，可以有多级缓存区）

----因为缓存往往使用的是RAM（断电即掉的非永久储存），所以在用完后还是会把文件送到硬盘等存储器里永久存储。电脑里最大的缓存就是内存条了，最快的是CPU上镶的L1和L2缓存，显卡的显存是给显卡运算芯片用的缓存，硬盘上也有16M或者32M的缓存。

CACHE是在CPU中速度非常块，而容量却很小的一种存储器，它是计算机存储器中最强悍的存储器。由于技术限制，容量很难提升。

 

内存：是计算机运行过程中的存储主力，用于存储指令（编译好的代码段），运行中的各个静态，动态，临时变量，外部文件的指针等等。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大，用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据，CPU会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。前面提到的寄存器和高速缓存只是加速存储速度的中间部件，原始运行文件肯定都是先加入到内存中的，因此内存的大小决定了一个可运行程序的最大大小，但是内存比缓存要慢10倍左右，但是空间可以达到GB级别、甚至更高。

举例：如果内存大小是4G，一个程序装入内存需要大于4G空间的话，该程序是无法运行的，当然实际是还要去掉操作系统占用的内存，因此连4G都无法满足的。（当然现在有了虚拟内存，也就是将硬盘的一部分映射为内存空间，将不经常访问的指令放到虚拟内存中，这样其实是支持大于4G的程序的，这里只是在假设没有虚拟内存的情况下的举例说明）。

虚拟内存:将硬盘的一部分映射为内存空间。

 

内存既专业名上的内存储器，一般分为只读存储器（ROM）和随机存储器（RAM），只读存储器应用广泛，它通常是一块在硬件上集成的可读芯片，作用是识别与控制硬件，它的特点是只可读取，不能写入。

内存条就是随机存储器，它的特点是可读可写，断电后一切数据都消失。