C++ 并发编程指南（11）原子操作 | 11.6、计算机内存结构

前言

在探讨计算机的运行效率和数据处理能力时，内存结构无疑是一个至关重要的部分。内存，作为计算机系统中的关键组件，承担着存储数据和指令以供处理器（CPU）快速访问的重要任务。

一、计算机内存结构

1、内存的基本组成

计算机内存的基本组成单元是存储单元。每个存储单元由一个电容和一个晶体管组成，其中电容用于存储数据，而晶体管则负责控制数据的读取和写入。这种设计使得内存能够在计算机运行时快速、准确地存取数据。

2、内存的类型

• 静态随机存取存储器（SRAM）：SRAM使用触发器来存储数据，因此具有较快的读写速度。然而，由于其制造成本较高，SRAM通常被用于高速缓存（Cache）等需要快速访问的场景。
• 动态随机存取存储器（DRAM）：DRAM使用电容来存储数据，虽然读写速度稍慢于SRAM，但其制造成本较低，因此被广泛应用于主存储器（内存条）中。DRAM需要周期性地进行刷新以保持数据的稳定性。

3、内存的结构层次

计算机内存结构通常呈现出一种层次化的特点，从高到低依次为：寄存器、高速缓存（Cache）、主存储器（内存条）和辅助存储器（如硬盘、固态硬盘等）。

• 寄存器：寄存器是离CPU最近的存储单元，其读写速度最快。CPU可以直接访问寄存器中的数据，无需经过其他存储层次。寄存器通常用于存储CPU正在处理的数据和指令。
• 高速缓存（Cache）：高速缓存位于CPU和主存储器之间，用于缓存主存储器中常用的数据和指令。当CPU需要访问数据