Plus:计算机系统的基本概念

重要组件

一般的情形

和编程密切相关的计算机组件,不得不提的是这3件:

  1. 中央处理器(CPU)
  2. 内存(RAM)
  3. 硬盘(SSD/HDD)

CPU:负责通用计算,决定了大多数计算任务的上限性能。

内存(RAM):用于运行时数据的临时存储。优点:速度快(仅次于 CPU 内部缓存 cache);缺点:容量较小、断电即失(易失性)。这种“快速、小容量、断电丢失”的存储装置,在手机语境里常称“运行内存”。

笔记本常见 8GB、16GB 或 32GB;手机常见 8GB、12GB 或 16GB。

硬盘(SSD/HDD):用于长期保存数据,和内存相对。优点:容量大、断电保留(非易失性);缺点:速度远慢于内存。

PC 语境:现代电脑多为固态硬盘 SSD(NVMe SSD 更快,SATA SSD 次之);早期或低端机可能使用机械硬盘 HDD。

手机语境:常称为“机身存储”或“闪存”,与 PC 的 SSD 同属非易失性存储介质。

例如笔记本硬盘容量常见 512GB、1TB 或 2TB;手机机身存储常见 256GB、512GB 或 1TB。

显然,内存适合运行中频繁读写的短期数据;硬盘适合长期保存的数据。

如果你看到“16GB + 512GB”或“16GB + 1TB”,分别表示 16GB 内存 + 512GB/1TB 硬盘(机身存储)。

移动设备与 SoC

SoC(System on a Chip)会把 CPU、GPU(图形处理器)、内存控制器、通信模块(如 5G)等集成在一颗芯片上。比如高通“骁龙”、苹果“A 系列”都是 SoC 的名称。苹果用于 Mac 的“M 系列”芯片(近年,自 2020 年起)也属于 SoC,集成了 CPU/GPU/神经网络引擎等。

3个硬件工作的基本概念

打个比方,你要做某样工作:

  1. 工作的时候,你就是cpu,你决定了工作的速度。
  2. 硬盘就像你的柜子,巨大能装,但拿东西不方便(比较慢)。
  3. 内存就像你的书桌,面积比较小,但你只能在上面工作。桌面的大小决定了你一次能干多少活。

工作时候:

  1. 你会把有关的材料,从柜子里拿到书桌上
    • CPU 把数据从硬盘读到内存中,比如加载一个游戏、打开 Word 文档。
  2. 你在书桌上开始你的工作
    • CPU 开始运算,比如计算游戏角色的血量、在 Word 里写一段话。
  3. 工作完毕,把工作的结果放回到柜子里
    • CPU 把信息从内存保存回到硬盘中。游戏和 Word 文档都要存盘。
  4. 然后清理桌面,留出空间给下一项工作。
    • 释放相关内存空间,留给其他程序。

机房的电脑

那么,为什么机房的电脑用起来会很慢?

  • 内存(RAM)较小(如 4GB/8GB),并发程序一多就不够用,系统会频繁在内存与硬盘之间交换数据(分页/交换),明显拖慢速度。
  • 如仍使用 HDD(机械硬盘)而非 SSD,读写更慢,卡顿更明显。

(以上是类比性的说明,有兴趣可继续了解计算机系统原理。)