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3.1 内存和外存是个天才的设计

所有的数据,在计算机中都是要被存储起来的。存储这些数据就需要存储空间。计算机中通常会有两个存储空间:一个是内存,另一个是外存。我们常常在买手机或计算机时,看到标识上写8GB+128GB,这里8GB代表内存容量,128GB是外存的容量,其中,GB是存储容量的单位。GB这个单位很大,1GB可以存储几万本书的内容。

瑞问:“为什么要分内存和外存?”

计算机科学家试图寻找容量非常大、运行速度非常快又价格便宜的存储器。但是到目前为止,一直没有成功——容量大的通常速度就会慢,同时价格会便宜,而速度快的,价格就会比较贵,也就不能让容量变得很大。

后来,计算机科学家想到了一个聪明的做法。因为计算机CPU的速度很快,所以科学家就用一个速度快、容量小的存储器和CPU打交道,这样CPU就不会被存储器的速度拖累。把一个容量很大但速度很慢的存储器放到外面,和里面速度快的存储器打交道。所以,就形象地分别给它们起名为内存和外存。

内存和外存还有一个区别:计算机关机后,放在外存里的东西依然会被保存,而内存里的东西将会消失。

瑞问:“还是不太明白,就是一个快一个慢,一个大一个小,是吗?”

举个生活中的例子,内存更像厨房里的灶台,外存可以看成冰箱。东西平时都是存储在冰箱里的,冰箱可以很大,但是去冰箱里拿东西会比较慢。做饭的时候,因为我们会频繁地使用今天做饭要用到的食材,所以我们会把需要的食材从冰箱里拿到灶台上——虽然灶台上容纳不了多少东西,但使用起来会比较快捷。

瑞说:“所以程序会运行在快的内存里。”

是的,程序是“活”在CPU和内存中的。在程序运行前,它被保存在外存里,一旦这个程序运行了,那它就将从外存被传输到内存里,并在内存里运行。在早期,程序都是这么工作的。但人们很快就发现了一个问题,如果程序运行时需要的存储空间比内存大,那么这个程序就没有办法运行。

瑞说:“没见过运行不了的程序呀?”

这是因为后来计算机科学家聪明地解决了这个问题。一旦内存不够了,程序就会把一部分外存暂时当成内存用。只不过这么做的后果是程序的运行会变得很慢,这是因为在速度上,外存比较慢,内存非常快。

你看,计算机的发展,就是遇到一个难题,科学家想办法解决这个难题的过程。

瑞说:“所以买计算机的时候,8GB+128GB这两个数字的作用是不同的。”

如果配的内存大一些,那么计算机的运行速度就会快一些。因为内存大,将外存暂时当成内存用的这种情形就会减少。但是,如果你想安装更多的程序或下载很多电影,你就需要增加外存,所以,外存变大不会让计算机变快,内存变大不会让计算机能够存储更多的电影。 Wa8EIbsXNIYlO01IqyB9q0ynI3na8k+i6S17EVUjMSmVOoPUmQIizmAdhioTytQG

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