1. 寄存器 和内存什么关系
寄存器是CPU里的东西，内存是挂在CPU外面的数据总线上。
寄存器是中央处理器内的组成部份。寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的。
访问内存时要在CPU的寄存器填上地址，再执行相应的汇编指令。这时CPU会在数据总线上生成读取或者写入内存数据的时钟信号，最后内存的内容会被CPU寄存器的内容更新(写入)或被读入CPU的寄存器(读取)。
(1)外存寄存器缓存内存扩展阅读：
寄存器分类：
1、常数寄存器：用来持有只读的数值。
2、向量寄存器：用来储存由向量处理器运行SIMD指令所得到的数据。
3、特殊目的寄存器：储存CPU内部的数据，像是程序计数器，堆栈寄存器，以及状态寄存器（或称微处理器状态字组）。
4、指令寄存器：储存现在正在被运行的指令。
5、索引寄存器：是在程序运行时用来更改运算对象地址之用。
内存分类：
1、基本内存：占据0～640KB地址空间。
2、保留内存：占据640KB～1024KB地址空间。UMB的物理存储器取自物理扩展存储器，此范围的物理RAM可作为Shadow RAM使用。
3、上位内存：利用保留内存中未分配使用的地址空间建立，其物理存储器由物理扩展存储器取得。
4、高端内存：扩展内存中的第一个64KB区域（1024KB～1088KB）。由HIMEM.SYS建立和管理。
5、EMS内存符合EMS规范管理的扩充内存区，其驱动程序为EMM386.EXE等。
2. 什么是内存外存主存辅存
内存是计算机中重要的部件之一，它是与CPU进行沟通的桥梁。计算机中所有程序的运行都是在内存中进行的，因此内存的性能对计算机的影响非常大。
内存（Memory）也被称为内存储器，其作用是用于暂时存放CPU中的运算数据，以及与硬盘等外部存储器交换的数据。只要计算机在运行中，CPU就会把需要运算的数据调到内存中进行运算，当运算完成后CPU再将结果传送出来，内存的运行也决定了计算机的稳定运行。
内存是由内存芯片、电路板、金手指等部分组成的。
外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外储存器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。
一般来说,主存就指内存;但是,在一些专业性较强的场合,主存与内存还是有一定区别的.内存储存器还有其他形式.
cpu中的存储器和主存是两个概念;处理器需要自己的内存储器,它们以寄存器的形式存在
辅存狭义上是我们平时讲的硬盘。科学地说是外部存储器（需要通过I/O系统与之交换数据，又称为辅助存储器）。存储容量大、成本低、存取速度慢，以及可以永久地脱机保存信息。主要包括磁表面存储器、软盘存储器、磁带存储设备、光盘存储设备。
3. 请问一下，主存，缓存，寄存器，光盘的存储速度和存储容量大小
C
存取速度：寄存器 > Cache > 内存 > 硬盘 > 光盘 > 软盘
具体点说：内存可达数至数十GB/s，硬盘可达几十MB/s ~ 数百MB/s，光盘最高约25MB/s（18倍DVD，蓝光DVD先不算），软盘一般只有数十KB/s。
寄存器属于CPU的一个组成部分而缓存只是集成到CPU封装内完全是和CPU独立的器件。另外二者速度相差很大，寄存器存取速度最快 其次缓存最后是内存。三者容量上的关系就像饭碗、饭锅和米缸的关系，容量越大级别越低，速度越慢与CPU的联系越不密切
4. 储存器、内存、寄存器、外存、高速缓存的区别与联系
储存器就是外存，内存就是寄存器，高速缓存是CPU里面一小点点内存，那个很快很快，比内存快。内存比外存快。
5. 存储器存取速度快慢 Cache存储器，RAM和ROM，寄存器，硬盘和优盘，他们的存取速度哪个最快，分别是多少
速度：寄存器>缓存>RAM内存>ROM
SRAM一般做缓存，速度在半导体存储器中仅次于寄存器，所以做的比较小，电脑上缓存一般就是KB为单位的；RAM对应起来就是我们通常所说的内存了，现在基本都上G了，速度比ROM很快。
cache是一个高速小容量的临时存储器，可以用高速的静态存储器芯片实现，或者集成到CPU芯片内部，存储CPU最经常访问的指令或者操作数据。而寄存器不同，寄存器是内存阶层中的最顶端，也是系统获得操作资料的最快速途径。
寄存器存放的是当前CPU环境以及任务环境的数据，而cache则存放最近经常访问的指令和数据。
(5)外存寄存器缓存内存扩展阅读：
当访问RAM时，对所选寄存器的读或写操作由读和写信号控制。在读取操作过程中，所选单元的数据通过数据线和输入／输出线传输到CPU（中央处理器）。
在写操作期间，CPU通过输入/输入行和数据行将数据存储到选定的单元中。
RAM通过输入／输入报头与计算机的CPU交换数据，读取时输入到报头，写入时输入到报头，两用。由读／写控制线控制。
输入／输出端的数据行数与对应一个地址的寄存器数相同。一些RAM芯片有单独的输入／输出端。通常RAM的输出端有一个开路集电极或三态输出结构。
6. 外存的工作原理
外存的工作原理就是把内容转换成信号，存在磁盘上。
外储存器是指除计算机内存及CPU缓存以外的储存器，此类储存器一般断电后仍然能保存数据。常见的外存储器有硬盘、软盘、光盘、U盘等。
外存储器的特点是容量大、价格低，但是存取速度慢。内存储器用于存放那些立即要用的程序和数据；外存储器用于存放暂时不用的程序和数据。内存储器和外存储器之间常常频繁地交换信息。[1] 外存通常是磁性介质或光盘，像硬盘，软盘，磁带，CD等，能长期保存信息，并且不依赖于电来保存信息，但是由机械部件带动，速度与CPU相比就显得慢的多。
软盘：软磁盘使用柔软的聚酯材料制成原型底片，在两个表面涂有磁性材料。常用软盘直径为3.5英寸，存储容量为1.44MB.软盘通过软盘驱动器来读取数据。
U盘：U盘也被称为“闪盘”，可以通过计算机的USB口存储数据。与软盘相比，由于U盘的体积小、存储量大及携带方便等诸多优点，U盘已经取代软盘的地位。
硬盘：硬磁盘是由涂有磁性材料额铝合金原盘组成的，每个硬盘都由若干个磁性圆盘组成。
磁带存储器：磁带也被称为顺序存取存储器SAM。它存储容量很大，但查找速度很慢，一般仅用作数据后备存储。计算机系统使用的磁带机有3中类型：盘式磁带机、数据流磁带机及螺旋扫描磁带机。
光盘存储器：光盘指的是利用光学方式进行信息存储的圆盘。它应用了光存储技术，即使用激光在某种介质上写入信息，然后再利用激光读出信息。光盘存储器可分为:CD-ROM、CD-R、CD-RW、和DVD-ROM等。
7. 外存储器有什么作用
存储器是记忆信息的实体，是数字计算机具备存储数据和信息能力，能够自动连续执行程序，进行广泛的信息处理的重要基础。
1、存储器的概念
(1) 存储器：存储器是计算机硬件系统的记忆设备，用来存放程序(软件)和各种数据。现在计算机硬件系统的核心就是存储器和CPU
(2) DMA：一种可以让存储器与IO设备进行数据存取的方式。设计理念就是为了在IO设备与存储器进行数据存取时不去打扰CPU。
2、存储器的分类
(1) 按照存储器的介质分类:
1.1 半导体存储器:由半导体组成的存储器称为半导体存储器，半导体的存储器体积小，功率低，存取时间短.但是电源消失时，所存储的数据也会丢失，是一种易失性存储器；
1.2 磁材料存储器：由磁材料做成的存储器称为磁性存储器,在金属或塑料上涂抹一层磁性材料，用来存放数据，特点是非易失即断电后不数据不消失，存取速度比较慢；
1.3 盘存储器:光盘存储器使用激光在磁光材料上进行读取，特点是非易失性，耐用性好，记录密度高。现在多用在计算机系统中用作外部存储。
(2) 按照存储器的数据存取方式分类：
2.1 随机存储器(Random Access Memory RAM)：RAM(随机存储器)是一种可以读可以写的存储器，它的任何一个存储单元的内容都可以随机存取，而且存取的时间与物理位置无关，我们的内存(主存)就是这种RAM(随机存储器)；
2.2 只读存储器(Read Only Memory ROM)：ROM(只读存储器)是一种只能写入一次原始信息，写入之后，只能对去内部的数据进行读出，而不能随意重新写入新的数据去改变原始信息；
2.3 串行访问数据存储器：在对存储器的存储单元进行读写操作时，必须要按照存储单元的物理位置先后寻址地址，这种存储器就为串行访问存储器。这种存储器在存取数据时，需要按照存储器的存储单元的位置显示进行存取。
(3) 按照其在计算机系统中的作用:
3.1 主存储器(主存)：通常指我们所说的内存，它可以直接与CPU交换数据的存储器，特点速度快，容量小，价格高。主存采用半导体制作，所以是易失性存储器；
3.2 辅助存储器(辅存)：通常指我们所说的外存，用来存放当前没有使用的程序和数据，它不能直接与CPU交换数据,需要加载到主存。特点速度慢，容量大，价格便宜。辅存属于非易失性存储器；
3.3 缓冲存储器(缓存)：主要用到俩个速度不同的部件之中,现在基本用在CPU与主存之间,起到缓存的作用。
3、存储器的层次
(1) 存储器的层次按照它的3个指标即速度，容量，每位价格进行划分分别是：
寄存器=>缓存=>主存=>磁盘=>光盘
越是上层的存储器它的容量越小，速度越快，每位价格越高，越是下层的存储器容量越大，速度越慢，每位价格越低。
寄存器是CPU中的一个存储器CPU实际上是拿寄存器中的数进行运算和控制,它的速度最快，价格最高。
缓存也被设置到了CPU中。
(2) 缓存与主存主要是为了解决CPU与主存速度不匹配的问题，因为CPU速度要快与主存，而缓存也快与主存，只要将CPU近期要使用的数据调入到缓存中，CPU直接从缓存中获取数据，来提升数据的访问速度，降低CPU的负荷。主存与缓存的数据调动是由硬件自己完成的。
(3) 主存与辅存主要用来解决存储系统的容量问题,辅存比主存速度低，并且不能被CPU之间访问，但它容量大，当CPU需要运行程序时，将辅存的数据调入到主存，CPU在来访问。主存和辅存之间的数据调动由硬件和操作系统共同完成。
4、主存
功能:
主存储器是能由CPU直接编写程序访问的存储器，它存放需要执行的程序与需要处理的数据，只能临时存放数据，不能长久保存数据。
组成:
● 存储体(MPS)：由存储单元组成（每个单元包含若干个储存元件,每个元件可存一位二进制数）且每个单元有一个编号，称为存储单元地址（地址），通常一个存储单元由8个存储元件组成；
● 地址寄存器(MAR)：由若干个触发器组成，用来存放访问寄存器的地址，且地址寄存器长度与寄存器容量相匹配（即容量为1K,长度无2^10=1K）；
● 地址译码器和驱动器
● 数据寄存器(MDR)：数据寄存器由若干个触发器组成,用来存放存储单元中读出的数据，或暂时存放从数据总线来的即将写入存储单元的数据【数据存储器的宽度（w）应与存储单元长度相匹配】。
8. 计算机外存是指什么外设和外存有什么区别
内存：
内存是插在主机板上的两根内存条，它只能带电存储，断电后其中存储的文件就丢了。是由CPU直接调度，数据流程：“外存（打开文件）->内存->CPU缓存->CPU寄存器->加工处理->返馈到内存->写入硬盘（保存）”。内存容量小，速度快，价格贵。
外存：
外存就是电脑里的硬盘、光盘、优盘等等，是相对于内存来讲的，与内存相比，外存在断电后信息不会丢失。且存储量大，速度比内存要慢，价格便宜。
外设：
外设指的是连在电脑上的附带设备，比如打印机、扫描仪、刻字机等等，显示器和键盘鼠标都可以称为“外设”，别人同样能理解。
9. 内存与外存关键区别知识科普
首先简要介绍一下计算机的存储类型。在计算机的组成结构中，存储器是其中最重要的部分之一。存储器是用来存储程序和数据的部件，它赋予计算机的记忆功能，保证正常工作。下面就让我带你去看看内存与外存关键区别知识科普，希望能帮助到大家!
计算机的内存和外存别再分不清了
内存，是大家对内部存储器的简称，当然，我们也可以叫内部存储器为主存。它是计算机中最重要的部件之一。内存是计算机运行过程中存放需要运行的程序和数据的地方。计算机工作的时候，是先把需要处理的数据从外存调入内存，然后CPU再从内存中调取数据;CPU处理完成当前这些数据之后，又将数据送回到内存中，之后才将内存中的数据又存入外存中。
大家熟悉的插在在主板内存插槽的内存条，它叫随机存取存储器，英文是Random Access Memory，缩写为RAM，CPU要使用外存中的数据时，先把数据存入RAM中，RAM再将数据传给CPU处理。
说到RAM，有一个和RAM缩写相似的ROM存取器又是什么呢?ROM是Read-Only Memory的缩写，它叫只读存储器。ROM所存数据，一般是装入整机前事先写好的，整机工作过程中只能读出，而不像RAM随机存储器那样能快速地、方便地加以改写。ROM所存数据稳定 ，断电后所存数据也不会改变;其结构较简单，读出较方便，因而常用于存储各种固定程序和数据。举个例子，主板上的ROM里面固化了一个基本输入/输出系统，简称为 BIOS ，它是个人电脑启动时加载的第一个软件。BIOS它是一组固化到计算机内主板上一个ROM芯片上的程序，它保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序，它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。
说了这么多，还是没太明白内存?没关系，给大家来打个比方。假如说，你有一个经常使用的书包，今天刚好周末，你打算出去逛逛街，于是你在书包里除了装好钱包、钥匙和手机，你还带上了水杯和面包零食，万一路上饿了还能吃。逛完街回来晚上了，明天周一了，要回校上课了，你拿出你逛街时候买的东西，把你的书本、 笔记本 、学习工具统统装进你的书包。你看看，内存就跟你常用的这个书包一样，它不需要存放固定不变的东西，相反，不同的情况中，它所存放的东西是不一样的，是可以随时变化的。
那么，咱们再来 说说 外存吧。外存是相对计算机内存及CPU缓存以外的外部部存储器，硬盘，光盘，U盘都是常用的外存。外存上的数据一般断电后仍然能保存数据。这里请大家注意下，在自己的个人电脑“我的电脑“界面中看到的C盘、D盘、E盘等这些都是外部存储器，而不是内存储器。外存上保存的数据是暂时不使用的数据信息，比如你存在D盘中的电影和音乐，你存放在U盘中的学习资料等等。外存储器的容量很大，比内存的容量要大得多。
内存储器速度快 价格贵，容量小，断电 后内存内数据会丢失。它是在计算机工作过程中暂时存放需要处理的数据和计算的结果，就像刚才说的你的书包，它是可是随时更换其中的东西的，内存中的数据也是随时可以更换了，内存它不用来长久保存数据。而你要长久保存一些数据信息的话，就需要使用外存储器。外存储器它的价格相对低些，容量大,但是读写数据的速度慢些, 断电后数据不会丢失，所以它可以将你要长久保存的信息保存起来。
现在你分清楚什么是内存和外存了吧。
内存与外存的关键区别有哪些?
计算机内存和外部存储之间的主要区别是易失性和非易失性，以及性能和容量之间的差别。
易失性VS非易失性。内存，例如随机存取内存(RAM)，是具有易失性的。这意味着当系统断电时，数据就会丢失。与之相反，外部存储是非易失性的，因此即使没有电源，它也能保存数据。
性能和容量。在大多数情况下，外存比内存的速度慢得多。而与外存不同的是，RAM直接通过更宽更快的总线连接到CPU。
计算机内存提供了对数据的快速访问，而外存提供了更大的容量。
下面，让我们仔细看看计算机系统中三个主要的存储类型：主内存、缓存和辅助存储器(secondary memory)——其实“辅助存储器”也可以说就是外部存储器。
主内存(Primary Memory)
主内存是随机存取内存(RAM)，内存芯片接收和处理CPU指令，用于计算和存储命令。处理器寄存器每个都保存少量数据，并与CPU交互执行数学运算以及发出数据操作指令。(只读存储器，或着叫ROM，位于BIOS芯片上。)
主内存是CPU直接访问的易失性内存。这个定义中包括了高速缓存内存，但是主内存是最常用的术语，用来描述通过快速总线连接到CPU的DRAM内存模块。DRAM芯片存储那些用于CPU计算的数据。RAM将计算作为一组指令传递给附加的/网络中的存储媒介。
主内存是依赖于不间断电源的易失性存储，所以当CPU断电时，内存和存储在RAM中的任何数据都会丢失。在启动时，系统访问 操作系统 并从存储器中启动应用程序，然后重新填充主内存。尽管DRAM比高速缓存内存的SRAM慢，但它的体系结构以及与CPU的直接连接允许它传输数据的速度比辅助内存或存储快得多。
高速缓冲存储器(Cache Memory)
高速缓冲存储器是一种用于高速数据处理的高速缓存。高速缓存内存标识位于主内存中的重复指令和数据，并将其复制到其内存中。CPU不再为相同的指令和数据重复访问较慢的主内存，而是访问更快的缓存。
缓存有时称为CPU内存，通常运行在高性能的SRAM内存模块上。CPU可以访问更快的缓存内存来运行性能敏感的操作。高速缓存内存通常集成在主板下，或者在不同的芯片上，通过总线与CPU互连。
高速缓存存储器存储CPU在计算机操作期间经常访问的指令和数据。CPU可以更快地从高性能高速缓存中检索这些重复信息，而不必从主内存中访问这些信息。
为了达到这种性能水平，当CPU处理数据和指令时，它首先在主内存之前查看缓存内存。缓存内存不是单块的:多级缓存甚至更有效，因为CPU可以在高缓存性能层或低缓存性能层对重复数据和指令进行优先级排序。
辅助存储器(Secondary Memory)
所谓的辅助存储器实际上就是计算机的外部存储器，系统将应用程序和数据保存在非易失性介质上。CPU不能直接读写外存的数据。它向RAM发送一个包含特定存储地址的读/写(或加载/存储)命令，存储控制器接收命令并完成请求。
目前有许多不同类型的存储介质，包括机械硬盘(HDD)、固态硬盘(SSD)、磁带、指状储存器和光盘。磁带在受监管的行业中保持着在主动归档存储和高可用性存储方面的使用价值。但是就目前来看，HDD和SSD是数据中心中最常见的存储类型。
内存和外存之间的关键区别
内存：易失性;内存包括RAM中的缓存和主内存。它正式包括存储器和辅助存储器。与CPU非常接近的高性能数据;SRAM比DRAM更贵;DRAM比外存更贵。可升级的;与外部存储介质相比，价格昂贵。存储CPU指令:使用频繁重复的指令进行缓存以提高效率，主要用于将CPU指令与其他计算机设备和组件进行通信。
外存：非易失性;尽管外存也是一种存储类型，但它与缓存和主内存不同，因为它是非易失性的。速度较慢，但能够以更低的成本获得更高的容量。可升级的;HDD成本在广泛可接受的范围内，而SSD的价格正在逐年降低，与HDD十分接近。
可存储数据，直到预定的数据被移动或删除。没有电源的硬盘和磁带将无限期地保存数据。无电源SSD可以保留数据长达两年，但实际上这段时间要短得多。
堆内内存还是堆外内存?
一般情况下，Java中分配的非空对象都是由Java虚拟机的垃圾收集器管理的，也称为堆内内存(on-heap memory)。虚拟机会定期对垃圾内存进行回收，在某些特定的时间点，它会进行一次彻底的回收(full gc)。彻底回收时，垃圾收集器会对所有分配的堆内内存进行完整的扫描，这意味着一个重要的事实——这样一次垃圾收集对Java应用造成的影响，跟堆的大小是成正比的。过大的堆会影响Java应用的性能。
对于这个问题，一种解决方案就是使用堆外内存(off-heap memory)。堆外内存意味着把内存对象分配在Java虚拟机的堆以外的内存，这些内存直接受操作系统管理(而不是虚拟机)。这样做的结果就是能保持一个较小的堆，以减少垃圾收集对应用的影响。
但是Java本身也在不断对堆内内存的实现方式做改进。两者各有什么优缺点?Vanilla Java博客作者Peter Lawrey撰写了一篇 文章 ，在文中他对三种方式：用new来分 配对 象、对象池(object pool)和堆外内存，进行了详细的分析。
用new来分配对象内存是最基本的一种方式，Lawery提到：
在Java 5.0之前，分配对象的代价很大，以至于大家都使用内存池。但是从5.0开始，对象分配和垃圾回收变得快多了，研发人员发现了性能的提升，纷纷简化他们的代码，不再使用内存池，而直接用new来分配对象。从5.0开始，只有一些分配代价较大的对象，比如线程、套接字和数据库链接，用内存池才会有明显的性能提升。
对于内存池，Lawery认为它主要用于两类对象。第一类是生命周期较短，且结构简单的对象，在内存池中重复利用这些对象能增加CPU缓存的命中率，从而提高性能。第二种情况是加载含有大量重复对象的大片数据，此时使用内存池能减少垃圾回收的时间。对此，Lawery还以StringInterner为例进行了说明。
最后Lawery分析了堆外内存，它和内存池一样，也能缩短垃圾回收时间，但是它适用的对象和内存池完全相反。内存池往往适用于生命期较短的可变对象，而生命期中等或较长的对象，正是堆外内存要解决的。堆外内存有以下特点：
1. 对于大内存有良好的伸缩性
2. 对垃圾回收停顿的改善可以明显感觉到
3. 在进程间可以共享，减少虚拟机间的复制
4. Lawery还提到对外内存最重要的还不是它能改进性能，而是它的确定性。
当然堆外内存也有它自己的问题，最大的问题就是你的数据结构变得不那么直观，如果数据结构比较复杂，就要对它进行串行化(serialization)，而串行化本身也会影响性能。另一个问题是由于你可以使用更大的内存，你可能开始担心虚拟内存(即硬盘)的速度对你的影响了。
Lawery还介绍了OpenHFT公司提供三个开源库：Chronicle Queue、Chronicle Map和Thread Affinity，这些库可以帮助开发人员使用堆外内存来保存数据。采用堆外内存有很多好处，同时也带来挑战，对堆外内存感兴趣的读者可以阅读Lawery的原文来了解更多信息。
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10. 内存容量与缓存还有寄存器有什么区别
1。主存就是内存啦，它是主要的存储单元，一台计算机的内存（主存）是指CPU能够通过指令中的地址码直接访问的存储器，常用于存放处于活动状态的程序和数据。
2。然后还有外存（外部存储器），它是主存的补充，所以一般又叫它辅存（辅助存储器），比如光盘、U盘、软盘、磁带等。
3。缓存顾名思义就是缓冲寄存器，在CPU同时处理很多数据，而又不可能同时进行所有数据的传输的情况，把优先级底的数据暂时放入缓存中，等优先级高的数据处理完毕后再把它们从缓存中拿出来进行处理。（它也可以看成是主存的补充）
4。虚拟内存（又称虚拟存储器），其实一般主存是不够用的，计算机通常会在硬盘上划出一块区域来虚拟一个内存空间，从而进行对数据和程序的处理，于是硬盘就会产生一个页面文件PF，它也是主存的扩充.