机器里面有什么 · 计算机入门
计算机里面有什么？为什么没保存的东西一断电就没了？
课程目录为什么需要它
三大件，处理器、内存和存储，能解释很多日常现象：为什么开太多 App 手机会变慢，为什么要按保存，价签上的「8 GB」和「256 GB」各是什么意思。
以后你自己的程序要记住东西时，你也会知道这些东西放在哪里。
直觉理解
想象一个人坐在书桌前写作业：
- 处理器（CPU）就是这个人。真正干活的是它，每次只做很小的一步，但每秒能做几十亿步。
- 内存（RAM）就是书桌。你此刻正在用的东西都摊在桌上，伸手就拿得到。它很快但不大，而且一断电就被清空。
- 存储（固态硬盘、机械硬盘，或者手机上的「256 GB」）就是书架。它很大，断电也会一直保存，只是拿东西要慢一些。
打开一个 App 时，它会从书架复制到书桌上，处理器才能用它。写文档时，你打的字都摊在桌上；按保存，就是在书架上放一份副本。所以突然断电时，没保存的内容会消失：桌子被清空了，书架上还什么都没有。
App 开得太多，桌子就挤满了。计算机只好不停地把东西在桌子和书架之间搬来搬去，所以什么都变慢了。
程序要记住的值也放在桌上。右边这台小机器把一个分数放进内存，再一步步改它。
定义
处理器 CPU
The CPU (central processing unit) is the part of a computer that carries out the instructions of a program.CPU（中央处理器）是计算机里执行程序指令的部件。
内存 RAM
RAM is fast, temporary memory that holds the programs and data in use right now; its contents are lost when the power is off.内存（RAM）是快速的临时存储，放着正在使用的程序和数据；断电后里面的内容就没了。
存储 Storage
Storage, such as an SSD or a hard drive, keeps files permanently, even when the power is off.存储（比如固态硬盘或机械硬盘）会长期保存文件，断电也不会丢。
示例
桌上的分数
动手试试score 这个名字就是书桌（内存）上的一个位置，每一步都会改变那里放的值。把 10 改成别的数，再运行一次。
# A spot in memory called score
score = 0
print("Start:", score)
score = score + 10
print("After level 1:", score)
score = score + 10
print("After level 2:", score)- L2把 0 放进内存，名字叫 score。
score = 0 - L3显示内存里现在的值。
Start: 0 - L4CPU 读出 score（0），加 10，再把 10 放回同一个位置。
score = 10 - L6再来一次：10 + 10。旧的值被换掉了。
score = 20 - L7显示新的值。
After level 2: 20
桌子快，书架慢
动手试试真实的时间短到没法想象，所以这台机器把它们放大：假如从内存拿一次东西要 1 秒，从存储拿要多久？数字是粗略的，但差距是真的。
# If reaching memory (the desk) took 1 second...
memory = 1
ssd = memory * 1000 # roughly 1000 times slower
hard_drive = memory * 100000 # roughly 100000 times slower
print("Memory:", memory, "second")
print("SSD:", ssd // 60, "minutes")
print("Hard drive:", hard_drive // 3600, "hours")- L2假设去内存拿一次要 1 秒。
memory = 1 - L3固态硬盘大约慢一千倍。
ssd = 1000 - L4老式的机械硬盘大约慢十万倍。
hard_drive = 100000 - L61000 秒大约是 16 分钟。
SSD: 16 minutes - L7100000 秒大约是 27 小时。
Hard drive: 27 hours
突然断电
动手试试一条消息先打进内存，打到一半时保存到存储，然后突然断电。运行看看，哪些字留下来了。
memory = "See you at"
storage = ""
# Press Save: copy memory to storage
storage = memory
# Keep typing (only in memory)
memory = memory + " 6 pm!"
# Power cut: memory is wiped
memory = ""
print("Memory after restart: [" + memory + "]")
print("Storage after restart: [" + storage + "]")- L1你打的字在内存里。
memory = "See you at" - L4保存：复制一份到存储。
storage = "See you at" - L6你接着打字，新打的字只在内存里。
memory = "See you at 6 pm!" - L8断电了，内存被清空。
memory = "" - L10存储里还有保存过的内容，「 6 pm!」丢了。
Storage after restart: [See you at]
常见错误
价签上的内存和存储
标着「8 GB + 256 GB」的手机，8 GB 是内存（书桌），256 GB 是存储（书架）。存储大，能放更多照片；内存大，能同时开着更多 App。
「关掉 App 就是删掉它」
关掉 App 只是把它从书桌（内存）上拿走，它还在书架（存储）上，下次还能打开。删除才是把它从存储里移走。
不是什么都会自动保存
很多 App 会边用边自动保存，但不是全部。重要的东西，关掉之前先按保存（或者确认它显示「已保存」）。
小测验
1. 哪个部件真正在执行程序的指令？
查看答案
答案：B
干活的是 CPU（处理器）。内存和存储负责放东西，屏幕负责显示输出。
2. 你正在打字，还没按保存就停电了。你打的字当时在哪里？
查看答案
答案：A
在保存之前，你的内容只在内存（RAM）里。保存会把它复制到存储，断电也不会丢。
3. 一部手机有 6 GB 内存和 128 GB 存储。你想放更多照片，该看哪个数？
查看答案
答案：B
照片是要长期留着的文件，所以放在书架上，也就是存储。
要点
- CPU 负责干活，内存（RAM）放此刻正在用的东西，存储长期保存文件。
- 内存快，但断电就清空；存储慢一些，但一直保留。
- 保存就是把内容从内存复制到存储。
动手练习
3 道小练习：先想一想，再动手改一改看看结果，最后自己来一次。提交马上告诉你对不对。
- 想一想从书架到书桌
你点开一个游戏。CPU 运行它之前，游戏要先从 ___ 复制到 ___。
- 改一改及时保存
这台机器在保存之前就断电了，所以打印出来的
Saved:后面是空的。在合适的位置加一行
storage = memory，让断电之后机器打印：Saved: Meet at the park at 6消息本身不要改。
- 自己来书桌还是书架？
下面每一项，如果它在内存里（断电就没了）写 M，在存储里（会一直保留）写 S：
- 手机相册里的一张照片
- 你正在玩的这一局游戏的分数
- 上周安装的一个 App
- 打了字但从没保存的文字
按顺序写出四个字母，例如
MMSS。
本课术语
| 术语 | 中文 | 英文定义 |
|---|---|---|
| CPU (processor) | 处理器 | The part of a computer that carries out a program's instructions. |
| Memory (RAM) | 内存 | Fast, temporary space for programs and data in use; wiped when the power is off. |
| Storage | 存储 | Permanent space for files, such as an SSD or hard drive; kept when the power is off. |
| Save | 保存 | Copy your work from memory to storage so that it is kept. |