计算机内存的工作方式究竟是什么样的？

alexwang

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计算机内存的工作方式究竟是什么样的？

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EDA365原创   作者： 巢影字幕组

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在许多方面来说，记忆决定了我们是什么样的人，让我们不忘往事。学习并记住新本领以及为未来做规划，像计算机常常扮演人的延伸这一角色。

内存也起着同样的作用，不论是一部两个小时的电影、写着两个单词的文本或是执行把两者都打开的指令，所有在计算机内存里的东西，都采以基本单位“比特”的这一形式出现，我们也称之为二进制数字。

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每个二进制数被存放于存储元件中，在两种可能值间自如转换，0和1，由数百万计的二进制数组成的程序和文件。

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在中央处理器中统一处理，也就是CPU。它担任计算机大脑一职，并且，随着要处理的二进制数成倍增长，电脑设计师不断面临着。

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有关数据大小、成本费用和处理速度三方面的难题，和我们一样，电脑对于即时任务，有着短期记忆，也有更为长久的固定储存器来保留长期记忆。

当你运行某个程序时，操作系统位于短期记忆的区域内，以便践行指令。

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打比方说，当你在文字处理软件中，按下一个键，中央处理器会访问其中一个位置来检索这些数据。它也可以进行修改或是产生新的数据，这个过程所花费的时间被称为延时。

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由于程序指令必须处理迅速并且不断进行，短期记忆区的所有定位点以任意顺序被访问。

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因此又名随机访问存储器，最常见的随机储存器是动态随机存储器或者说DRAM。

在动态储存器中，每个储存单元由微小的晶体管和电容器组成。用以贮存电荷，0代表没有电，有电则是1。我们称之为动态记忆的原因是它仅是在电荷耗散前，短暂保留它们。

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需要定期充电来保留这些数据，但即使是100纳秒的低延迟，对于现代CPU来说都算是高延迟了。

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因此“内部快取记忆体”应运而生，也就是静态随机存取存储器。它通常以六个联结晶状体所构成，不需要去更新。静态随机存取储存器是计算机系统中最快的存储器，但也是最贵的，也占用了比动态随机存取储存器多三倍的空间。

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但是RAM和高速缓冲存储器只有充电后才能保存数据，为了保留数据，设备一旦关机后，必须将之转移到长期储存设备中。这样的储存设备主要有三种类型。

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在磁存储器，也就是三者中最便宜的储存设备中，数据以磁性模式，储存于磁膜编码的旋转盘上。但正因圆盘必须转到数据所位于的地方，才能让它们被读取，所以磁储存器的延时比DRAM慢上100,000倍。

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另一方面，像DVD和蓝牙这样的光储存设备，同样也使用旋转盘，只不过多了一层反射涂层。二进制数字被编译成空白点和黑点，加以涂料方便被激光识别读取。尽管光储存媒体价钱便宜并可摘除，它们甚至比磁存储器有着更低的延时，同样也有着更小的容量。

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末了，固态硬盘是最新也是最快捷的长期存储器，比如闪存存储器。

它没有可运转的部件，而是使用浮栅晶体管，在他人专门设计的内部构件中，以捕获和排除电荷存储二进制数字。

那么，这数十亿的二进制数字可靠性到底如何？

我们总认为计算机存储器具有稳定性和永久性，但实际上它降解得相当快。由装置和周身环境所产生的热，会使硬盘去磁，降解光学媒体内的染料，并造成浮置栅极里的电荷流失。固态硬盘也有额外的缺陷，在不断重复存盘到浮栅中的过程中，晶体管会腐蚀固态硬盘，使之毫无用处。

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当今大多存储媒体内的数据，寿命预测也不超过10年，科学家们正在尝试开拓材料的物理性能，将它们下至量子水平，希望能因此制造出更快、更小以及更耐久的设备。

眼下，不朽仍无法实现，不论对于人类还是电脑而言。

关于计算机内存工作方式的内容就分享到这里啦，如果你有什么想要了解或者在想学习的的，可以在下方留言区给我们留言哦~

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出品丨EDA365

作者丨巢影字幕组

排版编辑 | momo

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写的不错

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