计算机内部存储关系理解

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了计算机内部存储关系理解相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

CPU-CPU内的寄存器--高速缓存器SRAM--内存DRAM---磁盘

处理速度-高偏高偏低
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。

 

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