2.2 内存
在计算机中，与处理器直接相连的存放数据的器件称为内存，内存用来保存数据和程序指令。不直接与处理器相连的介质如磁盘称为外存。
目前主要有四种类型的内存，即：随机访问存储器（RAM）、虚拟内存、CMOS存储器和只读存储器（ROM），它们根据保存的数据类型和使用的存储技术进行分类。
2.2.1 随机访问存储器（RAM）
RAM是计算机系统单元内在处理前后临时保存数据的区域。例如，当输入一篇文档时，输入的字符并不是立刻就得到处理，它们被保存在RAM中，只有当需要的时候，例如打印，才通过软件对它们进行处理。
在RAM中，称为电容的微型电子部件保存着使用ASCII、EBCDIC或二进制编码表示的数据的电信号。可以形象地把电容想象成可以打开和关闭的灯泡，充电的电容表示“on”，放电的电容表示“off”。每排电容有8位（1个字节），每排RAM地址可以帮助计算机定位这一排数据。
从某种意义上讲，RAM就像一个黑板，可以在黑板上写数学公式，擦除它们，再在上面写一个报告的大纲……与它相似，当使用电子表格的时候，RAM可以保存使用的数字和公式，当使用文字处理软件写文章的时候，RAM会保存用户的文章。RAM的内容可以通过改变电容的状态来改变。由于RAM的内容可以改变，所以它是一个可重复利用的计算机资源。
与硬盘不同，绝大部分的RAM都是不持久的。换句话说，如果计算机关机或者掉电，保存在RAM中的数据就会立刻丢失。
RAM保存了等待处理的数据，以及将要用于处理数据的指令。例如，当使用个人理财软件来结算账目时，输入要处理的数据，它们被存放在RAM中；个人理财软件发出处理RAM中这些数据的指令，处理器使用这些指令来处理这些数据，并将结果送回RAM；通过RAM，可以将结果存到磁盘上、显示或打印出来。
除了处理数据和软件指令外，RAM还存放控制计算机系统基本功能的操作系统指令。这些指令在每次启动计算机的时候被加载到RAM中，一直到关机才消失。
RAM的存储容量用MB来衡量。现在的微机通常都有几GB（1GB=1024MB）的RAM容量。计算机需要的RAM容量取决于所使用的软件。通常软件运行所需要的最小内存容量都在软件包装盒的外面有说明。用户可以根据自己计算机的情况，通过购买额外的RAM芯片来扩充其内存容量。
RAM的速度非常重要。处理器一般以很高的速度在工作，但如果它要等待从RAM中读取数据的话，就会导致速度下降。
RAM通常被配置为固定于DIMM（dual in-line memory module）小电路板的一系列DIPS芯片上。DIMM带有金属“牙齿”的一边插到主板上特殊的RAM插槽中，这样就可以很容易替换有缺陷的RAM或者添加RAM容量，如图2-5所示。
图2-5 内存条
2.2.2 虚拟内存
计算机可以使用硬盘空间来扩充内存，这种使用磁盘空间模拟内存的能力被称为虚拟内存。虚拟内存使没有足够实际内存的计算机能运行大的程序、操作大的数据文件，以及实时地运行复杂程序。虚拟内存的运行速度不如RAM快，计算机从虚拟内存中检索数据要花费更多时间，因为磁盘是机械设备。
像RAM中的数据一样，虚拟内存中的数据在计算机掉电时也无法访问。因为，虽然在掉电时虚拟内存中的数据并不会从磁盘上删除，但是指导计算机定位虚拟内存的指令存储在RAM中，在掉电时会丢失。因此，即使给计算机重新加电，计算机仍不能访问原先虚拟内存的数据。
2.2.3 只读存储器（ROM）
存放在ROM中的指令是永久性的，要改变这些指令只有将ROM芯片从主板上取出，使用另外的芯片来替换。当打开计算机时，CPU得到电能，开始准备执行指令。在ROM中保存了一个称为ROM BIOS（基本输入输出系统）的小型指令集合，BIOS中的指令告诉计算机如何访问磁盘驱动器和其他外围设备。CPU执行ROM BIOS中的指令来搜索磁盘上的操作系统主文件，并把这些文件调入RAM中，进行后面的计算工作。
2.2.4 CMOS和EEPROM
计算机只有在将操作系统文件从硬盘复制到RAM以后，才能准备好处理数据。而有了硬盘的格式化信息（如硬盘的柱面和扇区数目等）后，计算机才能访问硬盘上的数据。由于有可能对硬盘进行升级或者维护，所以不能把硬盘信息等存放在ROM中，必须使用一种灵活的方式来保存引导数据，为此需要一种特殊内存，保存信息的时间比RAM长，但又可以更改，这就是CMOS。
CMOS存储器（互补金属氧化物半导体）只需要极少的电能就可以保持其中的数据。由于耗电极低，CMOS芯片利用集成在主板上的电池供电，即使在关机后，数据也不会（或者说不易）丢失。正因为如此，位于ROM BIOS芯片载体中的CMOS保存着计算机系统配置等重要数据。
现在很多计算机都有即插即用的特征，当系统配置改变后，例如换了新的硬盘或者扩充了更大的内存等，CMOS中的数据会自动更新。
由于CMOS技术需要主板上的小型电池来供电以维持其中的信息，因此EEPROM技术逐渐取代了CMOS。EEPROM（电可擦除可编程只读存储器）是一种非易失存性芯片，它不需要电力就能存放数据。在更改计算机系统的配置（例如添加内存）时，EEPROM上的数据会被更新。一些操作系统能识别这种更改并自动完成更新。在计算机引导时按下〈F1〉键可以访问EEPROM设置程序，但要注意的是，如果弄错了这些设置，计算机可能就无法启动了。
2.2.5 地址空间
在存储器中存取每个字都需要有相应的标识符。尽管程序员使用命名的方式来区分字（或一组字的集合），但在硬件层次上，每个字都是通过地址来标识的。所有在存储器中可标识的独立地址单元的总数称为地址空间。例如，一个64KB、字长为1B的存储器的地址空间的范围为0到65535。