要比较内存和存储,就从头到尾跟着一个任务,并在每一步问:这个东西是现在正在使用(内存)、留待以后(存储),还是永久内置(ROM)?
这一课接续寄存器的作用,属于硬件与处理。它也与图像、声音与存储中存储文件大小的内容相关。
RAM、ROM 与辅助存储有什么不同?
| RAM | ROM | 辅助存储 | |
|---|---|---|---|
| 用途 | 存放正在使用的程序和数据 | 存放固定的启动指令 | 长期保存程序和文件 |
| 易失性? | 是,断电即丢失 | 否 | 否 |
| 可写入? | 是,持续写入 | 正常使用时不写入 | 是,保存时写入 |
| 处理器直接使用? | 是 | 是 | 否,数据先载入 RAM |
| 相对容量与速度 | 较小,快得多 | 小 | 较大,较慢 |
辅助存储的例子有硬盘(hard disk drive,磁性)、固态硬盘(solid state drive,闪存,没有活动部件)和光盘。哪种合适取决于任务:容量、速度、耐用性、便携性和成本。
例题详解
一名学生在有 8 GB RAM 的笔记本电脑上剪辑学校专题的视频。原始片段存放在笔记本的固态硬盘上。剪辑程序需要 3 GB,操作系统用 2 GB,打开的视频项目在剪辑时用 1.5 GB。
第一步,片段存放在哪里? 在辅助存储(硬盘)上。笔记本关机后它们仍在那里。
第二步,剪辑期间 RAM 里有什么? 剪辑程序、正在使用的那部分操作系统,以及正在处理的那部分项目。
第三步,用了多少 RAM? 3 + 2 + 1.5 = 6.5 GB,所以 8 − 6.5 = 1.5 GB 还空着。
第四步,如果学生再打开一个需要 2 GB 的浏览器呢? 6.5 + 2 = 8.5 GB,超过了 8 GB。电脑会使用虚拟内存,在 RAM 和硬盘之间交换数据,笔记本会变慢。
第五步,ROM 起什么作用? 笔记本开机时,ROM 中的启动指令最先运行,并开始把操作系统载入 RAM。
要留意的错误
常见的错误是说文件保存在 RAM 里,或者说保存文档就是把它放进 RAM。
错误答案:“我保存论文时,它存进了 RAM,明天就可以再打开。”
RAM 是易失性的,断电后这篇论文就消失了。
保存是把文件复制到辅助存储。打开则是把一份副本载入 RAM。
说成“保存到辅助存储,载入 RAM 来编辑”,你就能把两者分清。也要避免广告里把存储叫作“内存”的习惯,不要把它带进考试答案。
自我检测
1. 游戏机关机后,游戏的存档存放在哪里?
查看答案
在辅助存储中,因为它必须在没有电力时也保留。RAM 会丢失它。
2. 一台笔记本有 4 GB RAM。三个程序分别需要 1.2 GB、2.5 GB 和 0.8 GB。它们能同时放下吗?
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1.2 + 2.5 + 0.8 = 4.5 GB,超过 4 GB,所以不能全部放下。电脑会使用虚拟内存,并且变慢。
3. 为什么电脑把启动指令放在 ROM 而不是 RAM?
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ROM 是非易失性的,所以通电时指令仍在。那一刻 RAM 是空的。
下一步
接下来解释输入与输出设备的选择,然后用练习题检验理解。错题记录与重测队列适合记下你弄混的术语。
有些学生明白这些区别,却难以把它写成清晰的、基于情境的答案。这正是我们的老师在线上一对一计算机科学补习中帮学生建立的技能。