1.7.1 存储系统概述

📝 学习目标

• 区分主存（内存）与外存（辅助存储）的角色
• 了解寄存器/Cache/主存/外存的典型差异
• 掌握 RAM/ROM 的掉电特性，能回答 BIOS 在哪里

🎯 知识点

1) 常见存储部件

• 寄存器（Register）：CPU 内部，速度最快，容量最小
• Cache（高速缓存）：CPU 与主存之间，解决速度差
• 主存（Main Memory / RAM）：程序运行时工作区
• 外存（Secondary Storage）：硬盘/U盘/SSD 等，容量大，速度慢

课堂提醒：

• 买电脑“500G/1T 硬盘”指的是外存容量；“8G/16G 内存”指主存容量。

2) RAM 与 ROM

类型	掉电是否丢失	典型用途
RAM（Random Access Memory）	丢失	主存（运行中数据/程序）
ROM（Read Only Memory）	不丢失	固化程序/固件（Firmware）

3) BIOS 存在哪里（常考）

• BIOS（Basic Input/Output System）是基本输入输出系统
• 掉电不应丢失 → 存在 ROM/Flash 这类非易失性存储中

🧠 难点与易错点

• 易错1：把“硬盘”当成主存
• 易错2：把“Cache”当成主存容量扩展（Cache 不是主存，它是缓存层）
• 易错3：BIOS 存 RAM（错，掉电会丢）

🔑 关键词解释

• 易失性（volatile）：掉电数据丢失。
• 非易失性（non-volatile）：掉电数据不丢失。

🔍 联想扩展

• 虚拟存储（Virtual Memory）把“主存不够”时外存当作扩展，形成“看起来更大的主存”。
• Cache 的设计依赖局部性原理（时间局部性/空间局部性）。

🧪 例题（按难度）

简单（3题）

单选

“掉电数据丢失”最符合以下哪个术语？

A易失性（volatile）B非易失性（non-volatile）C只读性（read-only）D可编程性（programmable）

单选

日常所说电脑“1TB/2TB 容量”通常指的是：

A寄存器BCacheC外存（硬盘/SSD）D主存（RAM）

单选

关于 Cache（高速缓存）的作用，正确的是：

ACache 用于扩展主存容量（把内存变大）BCache 用于缓解 CPU 与主存速度不匹配（提速）CCache 掉电不丢失，因此属于 ROMDCache 主要用来长期保存文件

中级（3题）

例题1（BIOS 存储器）

在微机系统中，BIOS 通常存放在：

单选

选择正确存储器：

ARAMBROMCCacheD寄存器

例题2（层次判断）

以下存储部件中，速度通常从快到慢的正确顺序是：

单选

选择正确顺序：

A主存 > Cache > 寄存器 > 外存B寄存器 > Cache > 主存 > 外存CCache > 寄存器 > 主存 > 外存D外存 > 主存 > Cache > 寄存器

单选

下列关于存储器的说法正确的是：

AROM 断电会丢失数据BRAM 断电不丢失数据C外存速度通常快于寄存器D主存通常用于程序运行时存放数据与指令

困难（1题）

单选

某计算机标称“内存 16GB、硬盘 1TB”。下列判断正确的是：

A16GB 是外存容量，1TB 是主存容量B16GB 是主存容量，1TB 是外存容量C两者都是 Cache 容量D两者都是寄存器容量

📚 本课小结

• 主存：RAM，掉电丢失
• 外存：容量大、速度慢
• BIOS：ROM/Flash
• 寄存器/Cache 速度快但容量小