計算機在多層次系統中運行。每個層次都經過優化，以執行特定的任務，確保整個機器的高效運行。

從比特到大字節：理解計算機內存單元

在最基本的層面上，計算機使用二進制運行，只包含 0 和 1，被稱為比特。以下是一個細分：

• 1 比特： 這是計算機中的基本數據單元，表示為 0 或 1。
• 1 字節： 包含 8 個比特，字節用于表示單個字符（例如，“A”）或數字（例如，1）。

進一步擴展：

• 千字節（KB）：大約 1,024 字節。
• 兆字節（MB）：大約 1,024 KB。
• 吉字節（GB）：大約 1,024 MB。
• 太字節（TB）：大約 1,024 GB。

硬盤存儲：數據的中央存儲庫

計算機的主要數據存儲在硬盤存儲設備中。

示例：這包括固態驅動器（SSD）和硬盤驅動器（HDD）。

顯著特點：

• 非易失性： 即使關閉電源或重新啟動計算機，數據仍然保持完好。
• 存儲空間： 硬盤存儲設備的容量通常在 100 GB 到幾 TB 之間。
• 速度差異： 盡管價格較高，但相較于 HDD，SSD 的數據檢索速度顯著更快。例如，SSD 的讀取速度可能在 500 MB/s 到 3,500 MB/s 之間（取決于類型和質量），而 HDD 可能提供 80 MB/s 到 160 MB/s。

RAM：數據處理的前沿

隨機訪問存儲器（RAM）充當正在使用或正在處理的數據的主要持有者。當啟動程序時，由于其快速的讀寫能力，程序的數據 — 從變量到運行時堆棧 — 存儲在這里。

示例：常見的 RAM 類型包括 DDR4 和 LPDDR5。

關鍵點：

• 易失性內存： 斷電時 RAM 的內容會丟失。
• 速度： RAM 比硬盤存儲快得多，通常超過 5,000 MB/s。
• 存儲范圍： 對于典型的消費者設備，RAM 的范圍可以從幾 GB（8 GB、16 GB、32 GB）到高端服務器可以擁有數百 GB（128 GB 或更多）。

緩存存儲：速度大師

即使迅速的 RAM 不足以滿足需求時，還有緩存存儲。

特征：

• 尺寸： 緩存比 RAM 小但比 RAM 更快，通常以兆字節為單位。
• 速度： 它的訪問時間超過 RAM，使其成為存儲頻繁使用的數據以實現最佳 CPU 性能的理想選擇。

CPU：每臺計算機的心跳

中央處理單元（CPU）通常被稱為計算機的“大腦”。它在提取、解碼和執行指令方面發揮著關鍵作用。

特征：

• 執行： CPU 解釋和處理來自我們代碼的操作。
• 代碼翻譯： 高級編程語言需要被翻譯成機器代碼 — 一系列 0 和 1 — 以便 CPU 理解和運行它們。這種轉換是由編譯器執行的。

主板：組件的統一者

最后但并非最不重要，主板（或主板）充當中央樞紐，連接上述所有組件。從托管 CPU 和 RAM 插槽到為數據流提供路徑，主板確保所有計算機組件的無縫集成和功能。

總結

通過對這些基本概念的理解，您更好地準備深入探討系統設計的領域。