《内存储器与外存储器：差异全解析》
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一、存储原理与技术
1、内存储器
- 内存储器（通常指随机存取存储器RAM和只读存储器ROM）采用半导体技术进行存储。
- 对于随机存取存储器（RAM），它以二进制位的形式存储数据，数据存储在由晶体管和电容组成的存储单元中，在动态随机存取存储器（DRAM）中，电容需要定期刷新以保持数据的正确性，因为电容会逐渐漏电，而静态随机存取存储器（SRAM）则不需要刷新，它利用锁存器来存储数据，速度比DRAM快，但成本更高、集成度较低，常用于高速缓存（Cache）等对速度要求极高的场景。
- 只读存储器（ROM）在制造时就将数据写入其中，数据不能随意更改，计算机的基本输入输出系统（BIOS）就存储在ROM中，它在计算机启动时提供最基本的硬件初始化和启动引导功能。
2、外存储器
- 外存储器有多种类型，如硬盘、光盘和闪存等，它们各自基于不同的存储原理。
- 硬盘是通过磁记录技术来存储数据的，它有一个或多个高速旋转的盘片，盘片表面涂有磁性材料，数据通过磁头在盘片上进行读写操作，磁头可以在盘片的不同磁道和扇区定位，随着技术的发展，硬盘的存储密度不断提高，目前已经能够实现非常高的存储容量。
- 光盘利用激光在盘片上的反射来记录和读取数据，CD - ROM光盘是只读光盘，数据在制造时被压制在光盘上；而可刻录光盘（如CD - R、DVD - R等）则可以通过刻录机利用激光改变光盘染料层的光学特性来写入数据。
- 闪存是一种基于电可擦除可编程只读存储器（EEPROM）技术的非易失性存储器，它通过控制晶体管的浮栅上的电荷来存储数据，数据的读写速度相对较快，并且具有抗震、低功耗等优点，广泛应用于U盘、固态硬盘（SSD）等设备。
二、存储容量
1、内存储器
- 内存储器的容量相对外存储器较小，在早期计算机中，内存容量可能只有几十KB甚至更少，随着技术的发展，现在普通个人计算机的内存容量通常在几个GB到几十GB之间，很多办公电脑配备8GB或16GB的内存，而一些高端游戏电脑或工作站可能会配备32GB甚至64GB的内存，不过，由于内存芯片的成本和主板的物理限制等因素，其容量扩展相对有限。
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2、外存储器
- 外存储器的容量通常较大，硬盘的容量已经从早期的几百MB发展到现在的数TB，常见的台式机硬盘容量有1TB、2TB甚至4TB等，光盘的容量相对较小，一张CD - ROM光盘的容量大约为700MB，一张DVD - ROM光盘的容量大约为4.7GB，而蓝光光盘（BD - ROM）的容量可以达到25GB或50GB，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、64GB等，固态硬盘（SSD）的容量也可以达到数TB，并且随着技术的进步，外存储器的容量还在持续扩大。
三、读写速度
1、内存储器
- 内存储器的读写速度非常快，随机存取存储器（RAM）的读写速度以纳秒（ns）为单位，DDR4内存的读写速度可以达到数纳秒，这使得CPU能够快速地从内存中读取数据和向内存写入数据，由于内存直接与CPU进行数据交互，其高速的读写能力对于计算机系统的整体性能至关重要，如果内存读写速度过慢，CPU就会经常处于等待数据的状态，从而降低计算机的运行效率。
2、外存储器
- 外存储器的读写速度相对较慢，硬盘的读写速度通常以毫秒（ms）为单位，即使是高速的固态硬盘（SSD），其读写速度也远远低于内存，普通机械硬盘的顺序读取速度可能在100 - 200MB/s左右，顺序写入速度可能在100MB/s左右；而固态硬盘的顺序读取速度可以达到500MB/s以上，顺序写入速度也能达到500MB/s左右，但与内存的读写速度相比仍然有很大差距，光盘的读写速度更慢，尤其是可刻录光盘，其写入速度可能只有几MB/s到几十MB/s。
四、数据的易失性
1、内存储器
- 随机存取存储器（RAM）是易失性存储器，这意味着当计算机断电后，存储在RAM中的数据会丢失，这是因为RAM中的数据是依靠电容充电来维持存储状态的，一旦断电，电容放电，数据就无法保存，所以在使用计算机时，如果突然断电而没有及时保存数据，正在运行的程序和数据就会丢失。
2、外存储器
- 外存储器大多是非易失性的，硬盘、光盘和闪存等外存储器在断电后数据仍然可以保存，硬盘中的数据可以长期存储在盘片上，只要硬盘没有受到物理损坏，光盘中的数据在制造或写入后可以保存多年，闪存设备中的数据也可以在断电后长时间保存，这使得外存储器非常适合用于长期存储数据，如存储用户的文档、照片、视频等重要资料。
五、成本与价格
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1、内存储器
- 内存储器的单位成本相对较高，尤其是高速的内存，如具有高频率和低延迟的内存模块，DDR4内存每GB的价格相对较高，而且随着内存容量的增加，总体成本也会显著增加，这是因为内存芯片的制造工艺复杂，需要高精度的半导体制造技术，并且内存的研发和生产投入较大。
2、外存储器
- 外存储器的单位成本相对较低，以硬盘为例，每GB的价格随着硬盘容量的增加而降低，一个1TB的硬盘价格相对较低，而且可以存储大量的数据，光盘的成本也比较低，尤其是大规模生产的只读光盘，闪存设备的价格虽然相对硬盘较高，但随着技术的发展和生产规模的扩大，每GB的价格也在不断下降，使得闪存设备在存储市场中越来越具有竞争力。
六、用途与应用场景
1、内存储器
- 内存储器主要用于计算机系统的临时数据存储和程序运行，当计算机启动时，操作系统会被加载到内存中，然后各种应用程序在运行时也会将数据和代码加载到内存中，当用户打开一个办公软件，如Microsoft Word，该软件的程序代码和相关的文档数据会被加载到内存中，以便CPU能够快速地对其进行处理，内存的大小直接影响计算机能够同时运行的程序数量和程序运行的流畅程度，如果内存不足，计算机可能会出现运行缓慢、程序响应迟钝甚至死机等情况。
2、外存储器
- 外存储器主要用于长期的数据存储和数据的移动存储，硬盘是计算机系统的主要长期存储设备，用户的操作系统、应用程序、文档、图片、视频等数据都存储在硬盘上，光盘在数据分发、软件安装和长期存档等方面有应用，很多软件的安装光盘、音乐CD和电影DVD等，闪存设备，如U盘和移动硬盘，方便用户在不同计算机之间传输数据，也可以作为小型设备（如平板电脑、智能手机等）的外部存储扩展设备。
内存储器和外存储器在存储原理、容量、读写速度、数据易失性、成本和用途等方面存在着明显的区别，它们在计算机系统和数据存储领域各自发挥着不可替代的作用。
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