《内存储器与外存储器：差异全解析》
一、存储原理
1、内存储器
- 内存储器通常采用半导体存储技术，随机存取存储器（RAM）是内存储器的一种重要类型，它以晶体管为基本存储单元，在RAM中，数据的存储和读取是通过对存储单元的电信号进行操作来实现的，当向一个RAM存储单元写入数据时，通过特定的电路将表示数据的电信号加载到该单元中；读取数据时，存储单元中的电信号被检测并转换为计算机能够识别的数字信号。
- 另一种内存储器——只读存储器（ROM），其存储原理基于在制造过程中对存储芯片进行特定的数据编程，ROM中的数据在正常使用过程中是不可修改的，它在计算机启动时为系统提供基本的指令和数据，如BIOS（基本输入输出系统）。
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2、外存储器
- 外存储器的存储原理多种多样，硬盘是最常见的外存储器之一，它采用磁性存储原理，硬盘内部有多个盘片，盘片表面涂有磁性材料，数据通过磁头在盘片表面产生的磁场变化来进行写入和读取，当要写入数据时，磁头根据要写入的数据产生相应的磁场，改变盘片上磁性材料的磁化方向来表示数据0和1。
- 光盘则利用激光技术进行存储，在光盘的记录层上，通过激光烧蚀或改变材料的光学特性来记录数据，CD - ROM光盘在制造过程中，通过母盘压制，将数据以凹坑和平面的形式记录在光盘上，读取数据时，激光束照射到光盘表面，根据反射光的差异来识别数据。
- 闪存（如U盘、固态硬盘中的闪存芯片）基于电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）技术，闪存通过在浮栅晶体管中存储电荷来表示数据，通过电场来控制数据的写入、擦除和读取。
二、性能特点
1、速度
- 内存储器的速度非常快，RAM的读写速度通常以纳秒（ns）为单位，能够在极短的时间内响应计算机处理器的请求，现代DDR4内存的读写延迟可以低至十几纳秒，这使得处理器能够快速地获取和存储数据，从而保证计算机系统的高效运行。
- 外存储器的速度相对较慢，硬盘的读写速度通常以毫秒（ms）为单位，机械硬盘的平均寻道时间一般在几毫秒到十几毫秒之间，数据传输率也相对有限，即使是固态硬盘（SSD），虽然比机械硬盘快很多，但与内存储器相比，其读写速度仍然有数量级上的差距，普通SATA接口的SSD顺序读取速度可能在500MB/s左右，而内存储器的读写速度可以达到数GB/s。
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2、容量
- 内存储器的容量相对较小，虽然随着技术的发展，内存储器的容量不断增大，但目前主流的个人计算机内存容量一般在8GB - 64GB之间，这是因为内存储器的成本较高，而且受到计算机主板物理空间和地址总线宽度等因素的限制。
- 外存储器的容量通常较大，硬盘的容量可以轻松达到数TB，甚至一些企业级的硬盘阵列可以提供数百TB的存储容量，光盘的容量也有一定的规模，如双层蓝光光盘的容量可达50GB左右，闪存设备的容量也在不断增长，现在常见的U盘容量有16GB、32GB等，大容量的固态硬盘可以达到数TB的容量。
3、数据保存特性
- 内存储器中的数据保存具有一定的局限性，RAM是易失性存储器，当计算机断电后，RAM中存储的数据会立即丢失，这就要求在计算机使用过程中，如果有重要数据在内存中，需要及时保存到外存储器中。
- 外存储器的数据保存相对持久，硬盘中的数据只要硬盘没有受到物理损坏，可以长时间保存，光盘也具有较好的数据保存特性，在合适的存储环境下，数据可以保存数十年，闪存设备的数据保存也较为稳定，在正常使用和存储条件下，数据可以长期保存。
三、成本和用途
1、成本
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- 内存储器的单位成本较高，由于内存储器采用先进的半导体制造工艺，并且其对速度和可靠性有较高的要求，所以每单位容量的价格相对昂贵，高质量的DDR4内存芯片，每GB的价格可能在几十元左右。
- 外存储器的单位成本较低，以硬盘为例，大容量的机械硬盘每GB的价格非常低，即使是固态硬盘，随着技术的发展和产能的提高，其每GB的价格也在不断下降，光盘和闪存设备在大容量情况下，单位成本也相对较低。
2、用途
- 内存储器主要用于计算机运行时的数据临时存储，当计算机运行程序时，程序和相关数据首先被加载到内存中，处理器直接从内存中获取数据进行运算，当打开一个大型图像编辑软件时，软件的程序代码和正在编辑的图像数据都存放在内存中，这样处理器可以快速地对图像进行处理。
- 外存储器主要用于长期数据存储，用户的文档、照片、视频等数据都存储在外存储器中，用户的个人文件可以存储在硬盘上，方便随时调用，企业的数据中心使用大容量的外存储器来存储海量的业务数据，如数据库文件、客户信息等，外存储器还用于数据的备份和传输，如使用U盘来传输文件或者使用光盘来备份重要数据。
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