1.1 计算机的基本构造
前置知识：会打开系统终端
预计时间：8–12 分钟
完成标志：能说明 CPU、内存和持久存储各自承担什么工作，并用当前平台查看它们
运行程序至少涉及三件事：保存指令、提供运行时空间、执行指令。CPU、内存和持久存储分别承担这些工作；加大 SSD 容量并不能直接解决内存不足，采购单也要遵守这个分工。
这三件东西不是计算机的全部，却足够搭起第一层模型。后面遇到进程、文件和网络时，我们会不断回来修正它。
先抓住三类部件
| 部件 | 主要职责 | 断电后 | 容易混淆的边界 |
|---|---|---|---|
| CPU | 执行指令；包含核心、寄存器和缓存等部件 | 状态不保留 | CPU 不直接等于“整个计算机的大脑”，设备和操作系统也参与工作 |
| 内存（RAM） | 保存正在使用的代码和数据 | 通常丢失 | 进程看到虚拟地址，未直接看到物理内存 |
| 持久存储 | 在文件系统中保存程序和数据 | 通常保留 | SSD、机械硬盘和网络存储的性能与可靠性不同 |
最小模型是：CPU 执行指令，内存保存当前使用的代码与数据，持久存储通过文件系统长期保存字节。这个模型仍解释不了 CPU 缓存、虚拟内存、DMA 或持久化时机，后续章节会分别补上这些机制。
数据怎样流动
持久存储中的文件
│ 读取或内存映射
▼
内存中的代码与数据
│ CPU 取指、读写；设备也可能通过 DMA 传输
▼
计算结果留在内存，应用按需要写回文件或发送到设备保存不是自动发生的。程序崩溃、缓存未刷盘或存储设备故障都可能让尚未持久化的数据丢失。
在自己的机器上核对
模型不能只停在表格里。按平台选择一组命令；输出会随硬件、操作系统、虚拟化和容器限制变化。
| 平台 | CPU | 内存 | 文件系统容量 |
|---|---|---|---|
| Linux | lscpu | free -h | df -h / |
| macOS | sysctl -n machdep.cpu.brand_string | vm_stat | df -h / |
| Windows PowerShell | Get-CimInstance Win32_Processor | Get-CimInstance Win32_OperatingSystem | Get-Volume |
Linux 可以运行：
lscpu | sed -n '1,12p'
free -h
df -h /类型： runnable环境： Linux 观察： lscpu 区分物理核心、逻辑 CPU 和架构；free 显示内存概况；df 显示根文件系统容量。虚拟机通常报告来宾配置；容器内的 lscpu、free 仍可能显示宿主机信息，不能据此认定容器获准使用全部资源。
关于速度
访问 CPU 缓存通常比访问 DRAM 更快；需要真正读取存储设备时，等待往往更长。不过，一次文件读取可能已命中操作系统缓存，不能直接算作一次 SSD 访问。比较速度时，要注明访问大小、顺序或随机模式、缓存是否预热，以及是否计入排队时间；本页的容量命令并不测量延迟。
继续前先检查边界
先用自己的输出回答三个问题：系统报告了多少逻辑 CPU，它为什么未必等于物理核心数；free 与 available 为什么不同；df -h / 描述的是哪个文件系统。答不出时回看命令输出，不必背表格。
下一页是程序与文件。持久存储里已经有许多字节，接下来要分清哪些是数据，哪些能让机器开始工作。