CPU、内存、硬盘、显卡、显示器之间的关系

它们之间的关系可以通过一个例子来说明。比如一部电影是怎样运行的？

（1）电影是如何运行的？   首先双击这部电影，“双击”是操作系统提供的一个操作。电影本身是放在硬盘上的，当我们通过鼠标对它进行操作后，操作系统就会将硬盘上的这部电影拷贝到内存中。为什么要拷贝到内存中？，因为CPU不能直接处理硬盘上的数据，所以要先将硬盘上的数据拷贝到内存中进行处理。处理的结果就是将一些数据变成图像、一些数据变成声音。图像数据发送给显卡，通过显示器显示出来；声音数据则通过声卡放出来。这基本上就是一部电影的运行过程。

（2）为什么CPU不能直接操作硬盘却能够直接操作内存呢？    原因在于内存的速度比硬盘快很多。CPU的运行速度很快，硬盘的速度无法跟上CPU的速度，所以它们两个在运行的时候无法同步，因此CPU无法直接对硬盘进行操作。狭义下的内存指的是所说的内存条，但实际上CPU也不是直接操作内存的，因为内存的速度虽然比硬盘快很多，但是仍然没有CPU快。所以在内存与CPU之间存还有“缓存”，比如一级缓存，二级缓存。缓存的速度比内存的速度更快，更加接近CPU的速度，所以CPU读取数据时操作的都是缓存。但广义上讲，缓存也属于内存，顾说CPU可以直接操作内存。

（3）为什么内存的速度比硬盘的速度快？    内存的速度之所以比硬盘的速度快（快很多），是因为它们的存储原理和读取方式不一样。硬盘是机械结构，通过磁头的转动读取数据。一般情况下台式机的硬盘为每分钟7200转，而笔记本的硬盘为每分钟5400转。而内存是没有机械结构的，它是通过电来存取数据的。电的速度当然要比磁头的运动快很多。所以，有机械结构的磁头的读取速度是不能同无机械结构的电的速度相比的。

（4）内存的本质是什么？    我们应该都学过RAM存储器，它是一种半导体存储器件。RAM是英文“Random”的缩写，即“随机”之意，故又称为“随机存储器”。内存就是由许多的RAM存储器所构成，就是将许多的RAM存储器集成在一起的电路板。RAM存储器的优点是存取速度快、读写方便。内存通过电存取数据，本质上是因为RAM存储器是通过电来存取数据的。正是因为它们是通过电来存取数据的，所以一旦断电数据就会丢失。因此内存只是供数据暂时逗留的空间，而硬盘是永久的，断电后数据也不会消失。

（5）为什么不将内存造得跟硬盘一样大？    计算机的内存一般是4GB，而硬盘的容量却是几百GB，甚至更大。不造得那么大的原因主要有三个：第一，内存的速度之所以比硬盘快，是因为它们之间的构造不同。对于同样的容量，内存的价格太贵。第二，内存只是暂时存储数据，断电之后数据就丢失了，而且它的速度很快，所以不需要那么大的容量。第三，与地址总线的数量有关。

（6）CPU是如何操作内存的？    一般是先将内存里面的数据进行处理，处理完后再将结果写回内存，最后内存再将数据写入硬盘。CPU对内存进行操作通过三根总线：控制总线、地址总线和数据总线。控制总线是传输控制信号的，比如时钟、复位、中断、读、写等。CPU是从内存中读数据还是向内存中写数据都是通过控制总线控制的。内存中有很多存储单元，数据都存储在这些单元中，每个单元都有一个地址。所以要想得到这些单元中的数据就必须知道每个单元的地址。地址总线就是传输地址信息的。数据总线顾名思义就是传输单元中的数据。