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【操作系统】内存和磁盘

1. 基本定义与特点

  • 内存(RAM)

    • 主要特点是速度快,但属于易失性存储(断电后数据丢失)。
    • 用途:存储正在运行的程序和即时需要的数据,供CPU快速访问。
    • 容量通常比磁盘小。
  • 磁盘(HDD/SSD)

    • 速度较慢,但属于非易失性存储(断电后数据不会丢失)。
    • 用途:存储操作系统、软件、文档等长期数据。
    • 容量通常比内存大得多。

2. 内存和磁盘的关系

  1. 数据加载和运行

    • 磁盘用于存储数据和程序文件,但这些文件无法直接被CPU处理。
    • 当需要运行某个程序或使用某些数据时,操作系统会将程序或数据从磁盘读取到内存中。此过程叫做加载
    • CPU通过内存高速访问这些数据或程序指令。
  2. 虚拟内存

    • 当内存不足时,操作系统会使用磁盘的一部分作为虚拟内存(交换分区或页面文件)。
    • 虽然速度比内存慢得多,但虚拟内存可以临时缓解内存不足的问题。
  3. 缓存与预取

    • 为了减少频繁的磁盘读取对性能的影响,操作系统会将磁盘数据缓存到内存中,称为磁盘缓存
    • 磁盘缓存通过预取机制在需要数据之前将其加载到内存中,从而提高数据访问效率。
  4. 持久化

    • 内存中处理的数据通常需要保存到磁盘上(如文档编辑、数据库操作)。
    • 这种保存数据到磁盘的过程称为数据持久化

3. 举例说明

  • 启动一个应用程序时,操作系统会将程序文件从磁盘读取到内存,供CPU运行。
  • 浏览网页时,加载的网页数据可能会存储在内存中(缓存),提高后续访问速度。
  • 玩游戏时,游戏地图和材质数据会提前加载到内存,以减少读取延迟。

原文地址:https://blog.csdn.net/XiugongHao/article/details/144347674

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