零基础Python到全栈-计算机三大核心硬件

上一章我们讲到了计算机的组成，这一章我们详细讲解计算机的三大核心硬件。

之前我们说过，编程就是人把自己想让计算机做的事情用编程语言表达出来。我现在是个程序员，你是我的计算机，我现在要写一段程序去奴役你，让你帮我做事。假如我现在写个程序，让你去帮我买包子。

我的程序第一步：去包子店里；

第二步：选包子；

第三步：付钱；

第四步：把包子拿回来。

现在我的程序写完了，我要把这个程序交给你，让你去帮我买。其实这段程序最底层的目的，就是控制你的脚跑起来，跑到包子店，然后控制你的手，掏钱给包子店里的人，最后再拿着包子回来。

但是你看我的程序，是没有发出详细指令的，控制你的手脚是怎么工作的，但一定是有人做了这件事情的。这就是你的大脑，也就是计算的CPU下发了这些指令。所以说我交给你的程序最终是交给了CPU，让CPU来控制其他的硬件去工作的。

刚刚我把程序给你，让你帮我买包子了。如果下一次，我还想让你买包子，但是我不想把上面的四句话再给你说一遍，就一定要把这程序给存起来。我们前面说了，如果永久存储数据的话就只能存到硬盘里面，也就是你的笔记本上面。因为存到内存的话，是会有丢失风险的。

现在我们来思考一件事情，假如你没有内存，只有CPU和硬盘，我把这段程序交给你以后，你也是能运行的。CPU从硬盘里取出指令，然后运行就可以了。但是这样会有效率问题。因为CPU的运行速度是要远远高于硬盘的，如果卖包子的这段程序寄到了笔记本上，每次我让你买包子，你就拿出笔记本看。第一步怎么做、第二步怎么做、第三步怎么做......这样速度就被你的读取过程拖慢了。也就是输入输出IO操作太慢了。

你做事的速度很快，但是大量的时间都浪费在读取数据上了，于是为了提升读写速度，内存的概念就出来了。内存就相当于人脑的记忆功能，现在我们再来看卖包子的这个过程。

首先我先把程序卸载了你的笔记本上，然后你再把这段程序临时先记到你的脑子里，你后面再去执行这段程序的时候，你大脑从你的记忆里面读取指令，这个速度就很快了。这就是内存存在的意义。

最后我们再来总结一下，程序是最先存放在硬盘之上，程序的运行一定是事先把程序的代码加载到内存的，然后CPU从内存中读取指令执行的。比如你用的QQ，你玩的游戏，都是别人用编程语言写的一段程序。你下载安装别人的过程，就是把别人写好的代码复制到你的硬盘上，你运行游戏的过程，在计算机的底层就发生了一件事，就是游戏的代码由硬盘读取到了内存，然后CPU从内存里取指令，程序就运行起来了。