计算机在多层次系统中运行。每个层次都经过优化，以执行特定的任务，确保整个机器的高效运行。

从比特到大字节：理解计算机内存单元

在最基本的层面上，计算机使用二进制运行，只包含 0 和 1，被称为比特。以下是一个细分：

• 1 比特： 这是计算机中的基本数据单元，表示为 0 或 1。
• 1 字节： 包含 8 个比特，字节用于表示单个字符（例如，“A”）或数字（例如，1）。

进一步扩展：

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

硬盘存储：数据的中央存储库

计算机的主要数据存储在硬盘存储设备中。

示例：这包括固态驱动器（SSD）和硬盘驱动器（HDD）。

显著特点：

• 非易失性： 即使关闭电源或重新启动计算机，数据仍然保持完好。
• 存储空间： 硬盘存储设备的容量通常在 100 GB 到几 TB 之间。
• 速度差异： 尽管价格较高，但相较于 HDD，SSD 的数据检索速度显著更快。例如，SSD 的读取速度可能在 500 MB/s 到 3,500 MB/s 之间（取决于类型和质量），而 HDD 可能提供 80 MB/s 到 160 MB/s。

RAM：数据处理的前沿

随机访问存储器（RAM）充当正在使用或正在处理的数据的主要持有者。当启动程序时，由于其快速的读写能力，程序的数据 — 从变量到运行时堆栈 — 存储在这里。

示例：常见的 RAM 类型包括 DDR4 和 LPDDR5。

关键点：

• 易失性内存： 断电时 RAM 的内容会丢失。
• 速度： RAM 比硬盘存储快得多，通常超过 5,000 MB/s。
• 存储范围： 对于典型的消费者设备，RAM 的范围可以从几 GB（8 GB、16 GB、32 GB）到高端服务器可以拥有数百 GB（128 GB 或更多）。

缓存存储：速度大师

即使迅速的 RAM 不足以满足需求时，还有缓存存储。

特征：

• 尺寸： 缓存比 RAM 小但比 RAM 更快，通常以兆字节为单位。
• 速度： 它的访问时间超过 RAM，使其成为存储频繁使用的数据以实现最佳 CPU 性能的理想选择。

CPU：每台计算机的心跳

中央处理单元（CPU）通常被称为计算机的“大脑”。它在提取、解码和执行指令方面发挥着关键作用。

特征：

• 执行： CPU 解释和处理来自我们代码的操作。
• 代码翻译： 高级编程语言需要被翻译成机器代码 — 一系列 0 和 1 — 以便 CPU 理解和运行它们。这种转换是由编译器执行的。

主板：组件的统一者

最后但并非最不重要，主板（或主板）充当中央枢纽，连接上述所有组件。从托管 CPU 和 RAM 插槽到为数据流提供路径，主板确保所有计算机组件的无缝集成和功能。

总结

通过对这些基本概念的理解，您更好地准备深入探讨系统设计的领域。