一、计算机是如何储存信息的

计算机通过存储系统来完成信息的保存和提取。

存储系统是指计算机中由存放程序和数据的各种存储设备、控制部件及管理信息调度的设备（硬件）和算法（软件）所组成的系统。计算机的主存储器不能同时满足存取速度快、存储容量大和成本低的要求，在计算机中必须有速度由慢到快、容量由大到小的多级层次存储器，以优的控制调度算法和合理的成本，构成具有性能可接受的存储系统。

在计算机系统中存储层次可分为高速缓冲存储器、主存储器、辅助存储器三级。高速缓冲存储器用来改善主存储器与**处理器的速度匹配问题。辅助存储器用于扩大存储空间。

信息存取过程中，存储系统必须完成逻辑地址空间和物理地址空间之间的变换，并且合理地管理存储系统资源。逻辑地址是指程序员编制的程序地址，由它构成逻辑地址空间。程序主存储器中的实际地址称为物理地址，由它构成物理地址空间。存储映像基本上分为两种情况：一种是逻辑地址空间小于物理地址空间，映像要求可以访问所有的物理存储器；另一种是逻辑地址空间大于物理地址空间，映像要确定每个逻辑地址实际所对应的物理地址。

后补充下“静态内存”和“动态内存“的区别：

1.静态内存是指在程序开始运行时由编译器分配的内存，它的分配是在程序开始编译时完成的，不占用CPU资源。程序中的各种变量，在编译时系统已经为其分配了所需的内存空间，当该变量在作用域内使用完毕时，系统会自动释放所占用的内存空间。变量的分配与释放，都无须程序员自行考虑。如:基本类型，数组。

2.动态内存：用户无法确定空间大小，或者空间太大，栈上无法分配时，会采用动态内存分配。

3.二者区别:

a)静态内存分配在编译时完成，不占用CPU资源;动态内存分配在运行时，分配与释放都占用CPU资源。

b)静态内存在栈(stack)上分配;动态内存在堆(heap)上分配。

c)动态内存分配需要指针和引用类型支持，静态不需要。

d)静态内存分配是按计划分配，由编译器负责;动态内存分配是按需分配，由程序员负责。

二、硬盘如何实现信息的存储

一块小小的硬盘，储存的信息几乎可以相当于全世界图书馆的总和，是怎么做到的？

虽然硬盘在我们生活中已经随处可见，但他的储存方法和原理，却不是每人都了解的。

想象一架飞机以离地面1毫米的高度飞行，每25秒绕地球一圈，还能覆盖每一寸表面。

再将其缩小成手掌大小，你就会得到和现代硬盘差不多的东西，它所包含的信息比你们当地图书馆还要多。

那么它是如何在这么小的空间储存这么多的信息呢？

在每个硬盘的中心都有大量高速旋转的磁盘,每个磁盘的表面都有高速扫过的记录磁头。

每个磁盘上都覆盖着一层薄薄的、微小的、磁化金属粒，数据以一种肉眼无法分辨的形式存在。

很多组微小颗粒形成的磁化图案，记录形成了数据。

每一组，又称之为比特（**t），所有微粒都按照自身的磁性排列，形成两种状态之一，对应0或者1。

将比特信息通过电磁铁，转换成电流，数据就能被读写在硬盘上。

这块磁铁会产生一个强大磁场，足以改变金属微粒的磁性。

当信息写入磁盘，驱动使用磁读取器，将其还原成有意义的形式，类似于留声机针将唱片纹路转化成音乐。

但是你是怎么从0和1中得到这么多信息的呢？

其实是将很多很多个0和1组合在一起。

例如，一个字节（byte），即8比特可以代表一个字母，你平均每张相片有好几兆字节，每一兆字节相当于800万比特。

由于每一比特必须写在磁盘的实体表面上，所以我们总在寻求方法增加磁盘磁录密度，或者说是增加每平方厘米能塞下的比特数。

现代硬盘的磁录密度大约是每平方厘米93千兆比特，是1957年IBM第一款硬盘的3亿倍。

储存容量的巨大提升，不仅仅是归因于将所有东西缩小，而是包含了许多项创新技术。

一种称之为薄膜光刻的技术，使得工程师们可以缩小读写器。

除了尺寸，利用物质磁性和量子特性上的新发现可以让读取器变得更加敏感。

数学算法的出现可以让比特被更紧凑地排列在一起，能过滤电磁干扰产生的噪音，并且能从大量回读信息中找到有可能的比特顺序。

磁头热膨胀的控制是通过在磁性记录器下面放上一个加热器，使其能悬于磁盘表面5纳米以内，这是大约是两条DNA链的宽度。

在过去的数十年，电脑储存容量及性能的大幅度增长遵循着一种模式，称为“摩尔定律”，这一定律于1975年预测信息密度每两年会增长一倍。

但是若每平方厘米超过15.5千兆，继续缩小磁性颗粒，或者将它们塞得更紧，则会导致“超顺磁效应”。

即当磁粒体积过小，它的磁性很容易受到热能干扰，导致比特的朝向发生混*，从而引起数据丢失。

科学家们采用了一种非常简单的方法解决了这个问题：

将磁记录方向由水平改为垂直，这使得磁录密度增加到接近每平方厘米0.155太（1000千兆）字节。

近，通过热辅助磁记录技术，磁录密度又提升了。

这种技术采用了一种热稳定记录介质，通过在局部进行激光加热来短暂减小磁阻力，从而实现写入数据。

尽管这些驱动磁盘还处于原型阶段，科学家们已经又玩出了新花样：位元规则媒介。

比特对应的位置被安置于独立的纳米大小的结构，潜在地实现了磁录密度至每平方厘米3.1太字节，甚至更多。

多亏了一代又一代工程师，材料科学家，还有量子物理学家们的共同努力，这个拥有不可思议的能量，无比精确的小工具才能在你手掌中旋转。

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三、心理学***结合所学***谈谈如何有效储存信息

1、记忆的含义

记忆是在人的头脑中积累和保存个体经验的过程，用信息加工的术语来讲，就是人脑对外界输入的信息进行编码、存储和提取的过程。

2、记忆的过程

认知心理学认为记忆过程就是编码、存储和提取的过程。

①编码是人获得个体经验的过程。编码有不同的层次或水平，主要有视觉的、听觉的和语义的编码。

②存储是把感知过的事物、体验过的情感、做过的动作、思考过的问题等，以一定的形式保持在人的头脑中。精细进行复述是存储信息有效的方法。

③提取是从记忆中查找已有信息的过程，是记忆过程的后一个阶段，相当于记忆中“忆”的阶段。再认和回忆是提取的基本形式。

3、记忆的种类（07.81、09.67、20.9、21.9）

（1）根据信息保持时间的长短可分为感觉记忆、短时记忆和长时记忆：

①感觉记忆是指当客观**停止作用以后，感觉信息在一个极短的时间内被保存下来的记忆。储存时间大约为0.25~2秒。

②短时记忆是感觉记忆和长时记忆的中间阶段，保持时间为5秒至1分钟。它的容量有限，为7±2个组块。编码方式以言语听觉形式为主，也存在视觉和语义的编码，短时记忆的信息经过复述进入长时记忆。短时记忆还包括工作记忆，即输入信息经过再编码，使其容量扩大。。

③长时记忆是指信息经过充分和有一定深度加工后，在头脑中长时间保存下来。这是一种永久性的存储，它的保存时间长，从1分钟到许多年，甚至终身；容量没有限制；信息的来源大部分是对短时记忆内容的复述，也有由于印象深刻而一次获得的。

（2）按照长时记忆储存的内容可分为情景记忆和语义记忆：

①情景记忆是指人根据时空关系对某个**的记忆。由于情景记忆受一定时间和空间的限制，信息的存储容易受到各种因素的干扰，因此记忆不够稳固。

②语义记忆是指人对一般知识和规律的记忆，与特殊的地点、时间无关。语义记忆受一般规则、知识、概念和词的制约，较少受到外界因素的干扰，因而比较稳固，提取也比较容易。

（3）按照提取时是否需要意识参与可分为内隐记忆和外显记忆：

①内隐记忆是个体并没有意识到的、过去的经验对当前的活动产生了影响，又叫自动的、无意识的记忆。

②外显记忆是在意识的控制下，过去经验对当前作业产生的有意识的影响，又称受意识控制的记忆。

（4）按照记忆的内容和特点可以分为陈述性记忆和程序性记忆：

①陈述性记忆是指对有关事实和**的记忆。它可以通过语言传授一次性获得，它的提取往往需要意识的参与。

②程序性记忆是指如何做事情的记忆，这类记忆往往需要通过多次尝试才能逐渐获得，往往不需要意识的参与。

4、记忆的神经生理机制（09.09、10.66、15.68）

（1）记忆的脑学说

①整合论：该理论认为记忆是整个大脑皮层活动的结果，和脑的各个部分都有关系，而不是皮层上某个特殊部位的机能。拉胥里用实验证明，破坏动物大脑皮层的区域越大，记忆的丧失就越严重。

②定位论：该理论认为，记忆是由大脑的一定部位负责的。支持脑定位说的研究有：布洛卡就发现了导致运动性失语症的言语机能区；威尔尼克发现了导致接收性失语症的言语技能区；潘菲尔德等用微电极**患者大脑皮层颞叶区，引起了患者对往事鲜明的回忆；鲁利亚对脑损伤病人及对其恢复训练过程的研究证明，丘脑下部组织及部分边缘系统受到损伤，其短时记忆出现明显障碍，网状激活系统则保证了记忆所要求的佳紧张度或充分的觉醒状态；人的左半球言语运动区受到损伤，将造成言语记忆的缺陷；右额叶受损伤却造成非言语**记忆的困难。

③SPI理论：图尔文提出SPI理论，该理论假定人脑中有五种记忆系统，分别是程序记忆、知觉表征、语义记忆、初级记忆和情景记忆系统；这五种记忆系统在种系发生和个体发展上都存在先后的顺序；它们在加工过程中也存在一定的联系，即五个记忆系统的编码是串行的，存储是并行的，提取则是独立的。

（2）记忆的脑细胞机制

①反响回路：是指神经系统中，皮层和皮层下组织之间存在的某种闭合的神经环路。反响回路是短时记忆的生理基础。小白鼠跳台的实验为这种反响回路学说提供了证据。

②突触结构：长时记忆的神经基础是神经元突触的持久改变。因为涉及到结构的改变，

所以它发生的过程较慢，并需要不断的巩固。实验的证明，在丰富环境中生活的白鼠比在贫乏环境中生活的白鼠的皮层厚且重。

③长时程增强作用：是指传递信息的神经元和接收信息的神经元之间突触连接强度的增加。在海马内的一种神经通路中，存在着一系列短暂的高频动作电位，能使该通路的突触强度增加，这种强化称为长时程增强作用。进一步研究显示，海马是长时记忆的暂时性储存场所，海马受到损伤就会影响短时记忆向长时记忆的转化。

（3）记忆的生物化学机制

①核糖核酸：记忆是由神经元内部的核糖核酸的分子结构来承担的。

②激素和记忆：激素能够影响记忆的保持，特别是在轻度唤醒的情况下。

考点二：感觉记忆（19.81）

1、感觉记忆的含义

感觉记忆是指外界**以极短的时间一次呈现后，感觉信息保持的时间在 1秒钟左右的记忆，也叫瞬时记忆。视觉的感觉记忆叫图像记忆；听觉的感觉记忆叫声像记忆。

2、感觉记忆的信息加工（17.11、21.10）

感觉记忆的信息加工主要有两种编码形式，分别为视觉编码和听觉编码，即

①图像记忆：是主要编码形式，斯波林部分报告法证明其容量约9个；

②声像记忆：莫瑞证明局部报告法的成绩优于整体报告法，说明听觉系统中也存在感觉记忆；达文用部分报告法证明其保持的时间可达4秒，但容量只有5个左右。

3、感觉记忆的特征

①感觉记忆的保持时间较短；

②以感觉的原始形式储存在记忆系统中，具有鲜明的形象性；

③记忆容量较大，可达9个项目；

④其内容得到注意可转入短时记忆。

考点三：短时记忆与工作记忆

1、短时记忆的含义

外界**以极短的时间一次呈现后，感觉信息保持的时间在1分钟左右的记忆叫短时记忆。

2、短时记忆的信息加工（10.8、12.77、15.67）

（1）编码形式：短时记忆的编码方式可以分为听觉编码和视觉编码。康拉德的实验证明,听觉编码是短时记忆的一种主要编码方式。波斯纳的实验证明，记忆初阶段(瞬时记忆)存在视觉形式的编码，之后才逐渐向听觉形式过渡。

（2）编码的影响因素：个体的觉醒状态，组块水平和加工深度。

（3）信息容量：米勒提出短时记忆容量为7±2个组块；默多克证明组块可以提高记忆容量和效率。

3、短时记忆信息的存储与提取（16.77）

（1）加工储存方式：复述可有效存储短时记忆信息，帮助这些信息进入长时记忆系统。复述分为两种，一种是机械复述，即不断地简单重复，又叫保持性复述。一种是精细复述，即对短时记忆中的信息进行分析，使之与已有的经验建立起联系。

（2）提取：斯腾伯格假设短时记忆信息的提取有平行扫描、自动停止的系列扫描和完全系列扫描三种可能的方式。他通过实验证明，短时记忆信息的提取是完全系列扫描，即对全部项目进行扫描然后做出判断。

4、短时记忆的特征（08.76、09.10）

①保持时间在1分钟左右；

②容量有限，为7±2个项目，若用组块的方式可以扩大短时记忆的容量；

③短时记忆的信息以语音、形象和语义的形式储存；

④通过复述，短时记忆的信息可能转入长时记忆；

⑤短时记忆是当前正在加工的信息，因而是处在意识中心的信息。

5、工作记忆（14.81、17.66）

（1）工作记忆的含义

工作记忆是指在信息加工过程中，对信息进行暂时存储和加工的、容量有限的记忆系统。工作记忆是一种当前工作状态的记忆，还要对这些信息进行加工。常用阅读广度测验来测量工作记忆容量。

（2）工作记忆的成分

①语音环路：用于处理以语音为基础的信息，分为语音存储和发音复述过程。

②视觉空间模板：用于处理视觉的和空间的信息。干扰范式为视觉空间模板的存在提供了实验的证据。当次任务为言语任务时，它选择性地干扰了言语记忆，不干扰空间记忆；而当次任务为空间任务时，它选择性地干扰了空间记忆，不干扰言语记忆。

③**执行系统：是一个注意资源有限的控制系统，是工作记忆中重要的成分。它的功能主要有协调语音环路和视觉空间模板活动，注意资源的分配与控制，选择性地注意以及转换策略。

④情景缓冲器：一个用来整合视觉、空间和言语信息的一个成分。它是一个容量有限的空间，用于整合来自语音环路和视觉空间模板的信息。

工作记忆的关键成分是中枢执行系统。它虽容量有限但可以参加任何认知活动。语音环和视觉空间模板从属于中枢执行系统并为特定目的服务。语音环存储语音呈现的顺序，视觉空间模板用来储存和加工视觉和空间信息。

考点五：长时记忆

1、长时记忆的含义

长时记忆是指存储时间在1分钟以上的记忆。长时记忆的信息在头脑中存储的时间长，容量没有限制；信息的来源大部分是对短时记忆内容的加工，也有由于印象深刻而一次获得的。

2、长时记忆的信息加工（08.11、11.5、19.9）

长时记忆的信息编码就是把新的信息纳入已有的知识框架内，或把一些分散的信息单元组合成一个新的知识框架。影响长时记忆编码的主要因素有编码时的意识状态和加工深度。

①编码形式有两种，一种是按语义类别编码，即按**物的意义进行编码储存；另一种是以语言的特点为中介进行编码，借助言语的某些特点，如语义、发音、字形、音律和音节等，对记忆材料进行编码。

②编码的影响因素：编码时的意识状态和加工深度。

③信息容量：容量非常大，近似认为没有限制。

3、长时记忆的信息存储与提取（10.9）

（1）长时记忆的信息储存

长时记忆信息的存储是一个动态的过程。在量的方面，表现在储存数量上的逐渐减少；在质的方面上：内容越来越简略和概括；内容更加合理和有意义；内容变得更加具体或更夸张和突出。

（2）长时记忆信息的存储方法

①组织有效复习：及时复习；正确分配复习时间，分散复习优于集中复习；阅读与重现交替进行；排除前后材料的影响，加强序列位置效应中中间部分的复习。

②利用外部记忆手段，如记笔记、编提纲等。

③注意脑的健康和用脑卫生，如缺乏蛋白质、吸*、酗酒等都会给记忆带来不利影响。

（3）长时记忆的信息提取——再认和回忆两种形式

①再认是指人们对感知过、思考过或体验过的事物，当它再度呈现时，仍然能认识的心理过程。如，好友重逢，一眼就认出了对方；旧地重游，处处有熟悉的感觉。

忆、比较和推理等思维活动。

②回忆是过去经历过的事物以形象或概念的形式在头脑中重新呈现的过程。

4、长时记忆的特征

①长时记忆的保持时间在1分钟以上；

②以语义的或形象的形式编码；

③容量在种类和数量都是无限的；

④由于干扰等原因会发生遗忘。