内存与外存
在计算机系统中，存储器起着至关重要的作用，它用于存储程序和数据，存储器大致可分为两大类：内存存储器（主存储器）和外存存储器（辅助存储器）。
一、内存存储器（主存储器）
1、定义与功能
图片来源于网络，如有侵权联系删除
- 内存是计算机的主存储器，它直接与CPU进行数据交互，CPU在运行程序时，会从内存中读取指令和数据，并且将运算结果写回内存，内存的速度相对较快，能够满足CPU快速处理数据的需求，当我们打开一个应用程序时，操作系统会将该程序的相关代码和数据从外存加载到内存中，然后CPU就可以高效地对这些数据进行操作。
2、分类
随机存取存储器（RAM）
- 这是一种读写速度较快的内存，其特点是可以随机地对存储单元进行读写操作，根据存储原理和技术不同，RAM又可分为静态随机存取存储器（SRAM）和动态随机存取存储器（DRAM）。
- SRAM的速度非常快，它采用了双稳态触发器来存储数据，不需要刷新电路，只要电源不断电，数据就能一直保持，SRAM的成本较高，集成度较低，常用于高速缓存（Cache）等对速度要求极高的地方，CPU内部的一级缓存（L1 Cache）和二级缓存（L2 Cache）通常采用SRAM。
- DRAM则是通过电容来存储数据，由于电容会漏电，所以需要定期刷新来保持数据的正确性，虽然它的速度比SRAM慢，但是成本低、集成度高，计算机中的主内存大多采用DRAM，我们常见的DDR（Double Data Rate）系列内存，如DDR4内存，就是一种DRAM，它在不断发展以提高数据传输速率和存储容量。
只读存储器（ROM）
- ROM中的数据在一般情况下只能被读取，不能被写入，它主要用于存储计算机系统启动时所需的基本输入输出系统（BIOS）等固定不变的程序和数据，当计算机开机时，BIOS程序从ROM中被加载到内存中，然后由CPU执行，以完成对计算机硬件的初始化检测等操作。
- 随着技术的发展，ROM也有了一些可写入的变种，如可编程只读存储器（PROM）、可擦除可编程只读存储器（EPROM）和电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）等，这些类型的ROM在特定的条件下可以进行数据的写入或修改，但是写入操作相对复杂且次数有限。
3、性能指标
图片来源于网络，如有侵权联系删除
容量：内存的容量大小直接影响计算机能够同时运行的程序数量和处理数据的规模，随着计算机技术的发展，内存容量不断增大，从早期的几兆字节（MB）到现在常见的数吉字节（GB）甚至数十吉字节，对于普通办公电脑来说，8GB或16GB的内存能够满足日常办公软件、浏览器等多任务运行的需求；而对于图形处理、视频编辑等专业应用，则可能需要32GB或更多的内存。
速度：内存的速度通常用存取时间、数据传输率等指标来衡量，存取时间是指从CPU发出内存读写请求到完成读写操作所需要的时间，数据传输率则反映了内存与CPU之间数据传输的快慢，更快的内存速度能够提高计算机的整体性能，减少CPU等待数据的时间。
二、外存存储器（辅助存储器）
1、定义与功能
- 外存是计算机的辅助存储器，用于长期存储大量的数据和程序，由于外存的存储容量通常比内存大得多，而且数据在断电后不会丢失，所以它是计算机系统中不可或缺的组成部分，外存中的数据需要先加载到内存中才能被CPU处理，我们的操作系统、应用程序、文档、图片、视频等数据都存储在外存中。
2、分类
硬盘
- 硬盘是计算机中最常见的外存设备，它通过磁头在高速旋转的盘片上进行数据的读写操作，传统的机械硬盘（HDD）由盘片、磁头、电机等部件组成，它的存储容量较大，价格相对较低，现在常见的机械硬盘容量可以达到数太字节（TB），不过，机械硬盘的读写速度相对较慢，因为它的机械结构存在寻道时间等延迟。
- 固态硬盘（SSD）则是一种基于闪存芯片的外存设备，它没有机械部件，数据读写通过电信号控制闪存芯片内的晶体管来实现，SSD的读写速度比机械硬盘快很多，尤其是随机读写性能，在启动操作系统、加载大型应用程序时，SSD能够显著缩短等待时间，虽然SSD的价格相对较高，但是随着技术的发展，其成本在不断降低，容量也在不断提高。
光盘
图片来源于网络，如有侵权联系删除
- 光盘是一种通过激光技术来读写数据的存储介质，常见的光盘类型有CD（Compact Disc）、DVD（Digital Versatile Disc）和蓝光光盘（Blu - ray Disc）等，CD的存储容量一般为700MB左右，主要用于存储音乐、简单软件等；DVD的容量比CD大，单面单层的DVD容量约为4.7GB，可用于存储视频、较大的软件等；蓝光光盘的容量更大，单层蓝光光盘的容量可达25GB，常用于高清视频的存储和播放，不过，随着网络技术的发展，光盘的使用场景逐渐减少。
U盘和移动硬盘
- U盘是一种小巧便携的闪存存储设备，通过USB接口与计算机连接，它的容量从早期的几十兆字节发展到现在常见的数吉字节甚至数百吉字节，U盘使用方便，可用于临时存储和传输文件，移动硬盘则是将硬盘（机械硬盘或固态硬盘）封装在一个便携式的外壳中，通过USB或其他接口与计算机连接，移动硬盘的容量较大，适合存储大量的数据，如备份计算机中的文件、存储大型项目资料等。
3、性能指标
容量：外存的容量范围非常广泛，从几吉字节到数太字节不等，不同的应用场景对容量有不同的需求，个人用户可能需要一个几百吉字节的移动硬盘来备份照片、文档等数据；而企业级的数据中心可能需要使用数千太字节的硬盘阵列来存储海量的业务数据。
读写速度：外存的读写速度也是一个重要的性能指标，对于硬盘来说，机械硬盘的顺序读写速度一般在100 - 200MB/s左右，而固态硬盘的顺序读写速度可以达到数吉字节每秒（GB/s），光盘的读写速度相对较慢，CD的读取速度一般在1 - 2MB/s左右，DVD的读取速度在数MB/s到十几MB/s之间，蓝光光盘的读取速度相对较快，可以达到几十MB/s，对于U盘和移动硬盘，其读写速度也因采用的存储芯片和接口类型而异，USB3.0或更高版本接口的设备读写速度会比USB2.0接口的设备快很多。
内存和外存这两大类存储器在计算机系统中相互配合，共同满足了计算机对数据存储和处理的需求，内存提供了快速的数据交互环境，而外存则提供了大容量的长期存储能力，随着计算机技术的不断发展，这两类存储器的性能和容量都在不断提高，以适应日益增长的数据处理和存储需求。
评论列表