载入内存,让程序运行起来
2016-07-28 11:22:15   来源:   评论:0 点击:

 如果你的电脑上安装了QQ,你希望和好友聊天,会双击QQ图标,打开QQ软件,输入账号和密码,然后登录就可以了。

那么,QQ是怎么运行起来的呢?

首先,有一点你要明确,你安装的QQ软件是保存在硬盘中的。

双击QQ图标,操作系统就会知道你要运行这个软件,它会在硬盘中找到你安装的QQ软件,将数据(安装的软件本质上就是很多数据的集合)复制到内存。对!就是复制到内存!QQ不是在硬盘中运行的,而是在内存中运行的。

为什么呢?因为内存的读写速度比硬盘快很多。

对于读写速度,内存 > 固态硬盘 > 机械硬盘。机械硬盘是靠电机带动盘片转动来读写数据的,而内存条通过电路来读写数据,电机的转速肯定没有电的传输速度(几乎是光速)快。虽然固态硬盘也是通过电路来读写数据,但是因为与内存的控制方式不一样,速度也不及内存。

所以,不管是运行QQ还是编辑Word文档,都是先将硬盘上的数据复制到内存,才能让CPU来处理,这个过程就叫作载入内存(Load into Memory)。完成这个过程需要一个特殊的程序(软件),这个程序就叫做加载器(Loader)

CPU直接与内存打交道,它会读取内存中的数据进行处理,并将结果保存到内存。如果需要保存到硬盘,才会将内存中的数据复制到硬盘。

例如,打开Word文档,输入一些文字,虽然我们看到的不一样了,但是硬盘中的文档没有改变,新增的文字暂时保存到了内存,Ctrl+S才会保存到硬盘。因为内存断电后会丢失数据,所以如果你编辑完Word文档忘记保存就关机了,那么你将永远无法找回这些内容。

虚拟内存

如果我们运行的程序较多,占用的空间就会超过内存(内存条)容量。例如计算机的内存容量为2G,却运行着10个程序,这10个程序共占用3G的空间,也就意味着需要从硬盘复制 3G 的数据到内存,这显然是不可能的。

操作系统(Operating System,简称 OS)为我们解决了这个问题:当程序运行需要的空间大于内存容量时,会将内存中暂时不用的数据再写回硬盘;需要这些数据时再从硬盘中读取,并将另外一部分不用的数据写入硬盘。这样,硬盘中就会有一部分空间用来存放内存中暂时不用的数据。这一部分空间就叫做虚拟内存(Virtual Memory)

3G - 2G = 1G,上面的情况需要在硬盘上分配 1G 的虚拟内存。

硬盘的读写速度比内存慢很多,反复交换数据会消耗很多时间,所以如果你的内存太小,会严重影响计算机的运行速度,甚至会出现”卡死“现象,即使CPU强劲,也不会有大的改观。如果经济条件允许,建议将内存升级为 4G,在 win7、win8 下运行软件就会比较流畅了。

总结:CPU直接从内存中读取数据,处理完成后将结果再写入内存。
 

图1:CPU、内存、硬盘和主板的关系

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