计算机的组成 —— 存储（内存/硬盘）

storage（存储器，如硬盘），memory：内存

硬盘的读写原理

CPU 和内存（memory）是由许多晶体管组成的电子部件，通常称为 IC（Integrated Circuit，集成电路）。
通常所说的内存指的是计算机的主存储器（main memory），简称主存；
简单分类：
- 是否易失去：
  - 易失性存储；RAM通常是作为操作系统或其他正在运行程序的临时存储介质（可称作系统内存）。
  - 非易失性存储；

0. 硬盘的尺寸

台式机 3.5，笔记本 2.5
二者的数据和供电接口都是一样的。都是SATA硬盘。
2.5 英寸的硬盘就一般用在笔记本上，体积小就注定这种硬盘的速度不能很快，一般是 5400 rpm(round per minute) 转/每分钟。有些也可以达到7200转/分钟的。而 3.5 英寸的硬盘最高能达到上万转/分钟。

那2.5英寸的硬盘能用在台式机上吗？其实也是可以的。因为台式机的机箱一般都专门为 3.5 英寸的硬盘设计的，2.5 英寸的硬盘没法用螺丝固定。不过没关系，只要在2.5英寸硬盘上加上一个硬盘支架就OK了，就可以装在台式机机箱上了。

1. 内存与外存

两个相邻存储级别之间的数据传输，统称 I/O 操作。（比如内存与外存，同级的不需 I/O 操作）各级存储器的访问速度相差悬殊，故应尽可能地减少 I/O 操作。仍以内存和磁盘为例，其单次访问延迟大致分别在纳秒（ns）和毫秒（ms）级别，相差 5 至 6 个数量级。形象地说来，就是对内存而言的一秒/一天，相当于磁盘的一周/两千年。

因此，为减少对外存的一次访问，我们宁愿访问内存百次，千次甚至万次。也正因如此，在衡量相关算法的性能时，基本可以忽略对内存的访问，转而更多地关注对外存的访问次数。

2. 缓存

RAM：断电即掉的非永久储存

缓存就是数据交换的缓冲区（称作Cache），当某一硬件要读取数据时，会首先从缓存中查找需要的数据，如果找到了则直接执行，找不到的话则从内存中找。由于缓存的运行速度比内存快得多，故缓存的作用就是帮助硬件更快地运行。

因为缓存往往使用的是RAM（断电即掉的非永久储存），所以在用完后还是会把文件送到硬盘等存储器里永久存储；
电脑里最大的缓存就是内存条了（或者说，内存条是电脑中最大的缓存），最快的是 CPU 上镶的 L1 和 L2 缓存；
显卡的显存是给显卡运算芯片用的缓存，硬盘上也有16M或者32M的缓存；

3. 分级存储

同等成本下，存储器的容量越大（小）则访问速度越慢（快），一味地追求存储器容量，仍旧无法避免容量和访问效率之间的矛盾。

实践证明，分级存储才是行之有效的方法，再由内存和外存（磁盘）组成的二级存储系统中，数据全集往往存放于外存中，计算过程中可将内存视为外存的高速缓存，存放最常用数据项的复本，借助高效的调度算法，如此便可将内存的“高速度”与外存的“大容量”结合起来；

4. 机械硬盘（HDD）与固态硬盘（SSD）

机械硬盘：Hard Disk Drive，或者 mechanical storage，内部是有磁头和磁盘的。
固态硬盘：Solid State Drive，固态硬盘是应用闪存技术生产出来的硬盘，内部没有磁头和磁盘，原理就跟我们经常使用的 TF 卡差不多。这种硬盘速度快，价格比较贵。一般制作成 2.5 英寸的硬盘。接口也是 SATA 接口。用法和机械硬盘是一样的。

5. 从 IDE 接口到 SCSI 接口

也分 2.5 英寸和 3.5 英寸，速度慢是它们最显著的特征。
- 2.5 英寸老古董接口硬盘数据和电源接口是并在一起的。
SCSI 接口硬盘一般是大型数据服务器专用的硬盘，速度快，缓存大，cpu占用低。