内存和磁盘

  内存和磁盘都是计算机中的存储器,都具有存储功能,属于存储设备。在计算机中,磁盘和内存是相互配合共同作业的。

  区别

  1、内存是一种高速,造价昂贵的存储设备;而磁盘速度较慢、造价低廉。

  2、内存属于内部存储设备,磁盘属于外部存储设备。

  3、内存是通过电流来实现存储;磁盘是通过磁记录来实现存储。所以电脑断电后,内存中的数据会丢失,而磁盘中的数据可以长久保留。

一、内存

  内存是程序与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的。其作用是存放CPU中的运算数据,以及与硬盘等外部存储设备交换的数据。只要计算机在

运行中,CPU就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。

  内存的运行机制

  程序被保存在存储设备中,通过使用CPU读入来实现程序指令的执行,这种机制称为存储程序方式。磁盘中存储的程序必须加载到内存中才能运行,在磁盘中保存的程序

是无法直接运行的,这是因为负责解析和运行程序内容的CPU是需要通过程序计数器来指定内存地址而读出指令的。

  内存的物理结构

  内存的内部由各种IC(集成电路(Integrated Circuit))电路组成,主要分为三种存储器:

    1、随机存储器(RAM):内存中最重要的一种,表示既可以从中读取数据,也可以写入数据。当机器关闭时,内存中的信息会丢失

    2、只读存储器(ROM):ROM一般只能用于数据的读取,不能写入数据,但是当机器停电时,这些数据不会丢失

    3、高速缓存(Cache):分为一级缓存(L1)、二级缓存(L2)、三级缓存(L3),它位于内存和CPU之间,是一个读写速度比内存更快的存储器。当CPU向内存中写入

      数据时,这些数据会被写入高速缓存中,同样地,当CPU需要读取数据时,会直接从高速缓存中直接读取,当然,如需要的数据在Cache中没有,CPU会再去读取内存

      中的数据。

  磁盘缓存(内存的一部分)

  程序运行时内存需要不断从磁盘中读取数据,多次读取的数据必然会有重复,所以需要一个角色负责存储读取频率高的数据,这即是缓存,磁盘的缓存叫做磁盘缓存。

磁盘缓存指的是把从磁盘中读出的数据存储到内存中的方式,这样一来,当接下来需要读取相同的内容时,就不会再通过实际的磁盘,而是通过磁盘缓存来读取。磁盘缓存大大

提高了磁盘访问的速度。

二、磁盘

  虚拟内存(磁盘的一部分)

  虚拟内存是指把磁盘的一部分作为假想内存来使用。虚拟内存是计算机系统内存管理的一种技术。它使得应用程序认为它拥有连续可用的内存(一个完整的地址空间),但是

实际上,它通常被分割成多个物理碎片,还有部分存储在外部磁盘管理器上,必要时进行数据交换。

  计算机中的程序都要通过内存来运行,如果程序占用内存很大,就会将内存空间消耗殆尽。为了解决这个问题,WINDOWS 操作系统运用了虚拟内存技术,通过拿出一部分

硬盘来当作内存使用,来保证程序耗尽内存仍然有可以存储的空间。虚拟内存在硬盘上的存在形式就是PAGEFILE.SYS 这个页面文件。

  磁盘的物理结构

  磁盘的物理结构指的是其存储数据的形式。磁盘是通过其物理表面划分成多个空间来使用的。划分的方式有两种:可变长方式和扇区方式。前者是将物理结构划分成长度可变

的空间,后者是将磁盘结构划分为固定长度的空间。windows所使用的是扇区的方式。扇区中,把磁盘表面分成若干个同心圆的空间的线就是磁道。把磁道按照固定大小的存储空间

划分而成的就是扇区。

  扇区是磁盘进行物理读写的最小单位。windows中,一般一个扇区512个字节。

  

  磁盘组成和寻址

  磁盘又通常是由一些旋转着的金属碟片和一个装在步进马达上的读写头组成的。

  读/写头同一时刻只能出现在一个地方,然后它必须“寻址”到另外一个位置来执行另一次读写操作。所以就有了寻址的耗时,此外还有旋回耗时,读写头需要等待碟片上的目标数据“旋转到位”才能进行操作。

原文地址:https://www.cnblogs.com/yangyongjie/p/12090658.html