操作系统原理之存储结构

当我们在买一部手机时，我们需要考虑这部手机的内存有多大，比如在许多发布会中，厂家会放出手机数据，比如有6+64G，6+128G等等，这里的6指的就是主存（RAM），而64或128指的是机身存储（ROM），也就是磁盘。那么这两种东西有什么区别呢………

对于计算机而言，CPU在运行时随时都需要使用数据和程序进行运算，然而CPU随身携带的寄存器组虽然读取速度很快，可是存储量小，价格昂贵，不能大量使用。所以就有了随机存储器也就是主存。当需要运行程序时，所需要的数据和程序将会被放入主存之中。值得注意的是，在计算机所有结构中，只有主存才能与CPU直接交换数据，其他设备如磁盘，I/O设备都需要先经过主存才能放入CPU中。

计算机硬件结构

但是现在又出现了新的问题，问题在于随机存储器RAM是易失性的，当断电时，里面的数据会被全部清空，所以我们需要能够稳定持续存储数据的装置，通过这样来保存我们的数据，即使我们关机了，数据也不会丢失。只读存储器（ROM）就是这样的东西，一般用的是磁盘。磁盘容量很大，远远大于主存，不仅能够存储更多的数据，价格较低，还能保证数据不会丢失。然而磁盘也并非十全十美，相对于主存，磁盘读取速度低了很多。

计算机存储结构

上图中从下到上，读取速度依次上升，但价格依次增加。这样我们可以看到，从电子磁盘以上的都是易失性的。第二层的高速缓存是位于CPU与主存之间用来加速CPU和主存数据交换速度的，高速缓存存取速度接近于处理器，容量比主存小，其中包含着部分主存中的数据副本。

高速缓存的作用

通过高速缓存，CPU和主存之间的传递分成了字传递和块传递，增加了传递效率。