计算机中的存储器们

计算机当中包含的存储器可以分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）（好像硬盘也能叫存储器，但本文不讨论）。RAM的特点是要持续供电才能保存数据，可读可写，而ROM就算断电，也不会丢失数据，而且是只读的。

我们打开机箱的盖子，罗列一下所有的RAM和ROM，首先主板上有一根或者几根4G/8G的RAM，还有一个CMOS，它也是RAM，显卡上面有2G的RAM（就是显存），还有ROM，网卡上面也有ROM。而CPU和这些存储器是通过总线连在一起，我们整理一下，他们的逻辑连接大概就像这样。

为什么每个接口卡都有ROM

ROM是只读的，硬件厂商在制作硬件的时候会在里面设置一些程序（比如一些可供调用的函数，就是所谓的BIOS），至于这些函数是干嘛用的下面再说。你也许会说，为什么不把所有的程序都写到主板上的ROM里面？我们拿显卡举例吧，生产显卡的厂商不止一家，他们的ROM里面的程序是不一样的，如果把所有的程序都写到主板上的ROM，那我以后换显卡该怎么办？这其实就像你写程序一样的，你应该不会把所有功能都写在一个函数里面吧？！所以不同的接口卡都有自己的ROM。

这些不同的存储器在物理上都是独立的，但是在CPU眼里，它们被抽象成了一块逻辑存储器（就是所谓的内存地址空间），每个设备对应逻辑存储器的一个地址范围，就像这样。

当cpu访问相应的内存区段时，实际上就是在访问相应设备的内存。当然，这里还有一个有意思的问题，就是CPU如果要把显存上的一个地址的内容挪到cpu内部，就像执行指令"MOV ax, [B800:0]"（当然这是伪代码，实际上是不合法的。B800:0是显存上的一个地址），但CPU如何根据这个指令判断出应该去显存上面去读数据，而不是其他什么存储器呢？这涉及到计算机组成原理了，有兴趣的可以去学习下。

接下来我们聊一个有意思的话题，就是主板上的ROM在操作系统被加载的过程中扮演一个什么样子的重要角色？我们知道任何程序（包括操作系统）一开始是被存在硬盘上的，想要得到执行的话，肯定需要被加载到内存条上才行，可是谁来加载呢？因为我们在按下开机键的时候，内存条才刚刚通电，上面什么东西都没有啊！等等，我们好像漏掉了什么？回顾上面的内存地址空间示意图，我们主板上的Rom已经有程序了，且内容不会因为断电而消失记得吗？所以当机器通电的时候，cpu就可以访问到System Rom 里面的BIOS程序了。所以整个过程是这样的，当我们按下开机键的时候，cpu直接从某一地址开始执行代码（在8086CPU的机器中，该地址是FFFF:0000，这个地址刚好在"System Bios Rom"这个地址范围内，我们不需要关心这具体地址是什么，反正就是在硬件层面“写死了的地址”），好了，接下来想干嘛就干嘛，当然也可以从硬盘把操作系统的代码给load到内存条（这是笼统的描述，以后再详细描述操作系统从硬盘加载到内存的过程），这差不多就是“盘古开天地”的过程了。

关键字：操作系统

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