『壹』 計算機所以處理的數據都要經過內存嗎
樓主問題有2個，分開說
第一：
我知道計算機主要靠cup去運算，在電腦剛剛出現的時候，沒有內存這個概念，因此當時的數據量一般比較小，
cup讀取數據運算以後直接將結果返還給存儲介質。
但是隨著計算機的發展，需要計算的數據量越來越大，於是出現內存這個概率了。那麼內存解決了什麼問題了？
試想，如果cup運算一個程序，需要從存儲介質（硬碟，光碟，磁碟等其他介質），上多個地方讀取數據的話，那麼決定最後運算結果時間的的因素，cup的運算速度將不是唯一的因素了，還要計算把數據從存儲介質送到cup的時間，這個時候內存出現了。內存作用就是加快cup讀取數據的速度，簡單一點來說，如果cup處理一個程序，需要從存儲介質的多個地方讀取數據的話，計算機會把這個數據讀取到內存放著，然後再由cup計算出結果，結果返回到內存裡面放著，最後內存裡面數據，在程序制定保存命令的時候將數據存儲到存儲介質上面。
理論比較枯燥，舉一個常見的例子，比如你用word寫文檔的時候，你會發現如果你寫文檔的時候，不保存，突然斷電了，那麼所以文檔結果會消失，原因就是所有cup處理以後的數據全部放在內存裡面，沒有保存在硬碟上面，內存的數據隨著供電的消失而消失了。
因此，由於現在的計算結構標准，所有數據運算全部要經過內存。
存儲介質-----》內存-----》cup-----》內存-----》存儲介質
第二：
下載電影的數據傳輸問題
上面我們已經說到了，所有數據必須經過內存到存儲介質，在下載電影的時候也是一樣的，數據經過伺服器通過網路發送網卡，下載程序從網卡讀取到數據以後再到你內存，再由內存到硬碟。
樓主說的情況，基本不存在，因為現在很多下載工具，都採用了斷點續傳的技術。比如迅雷，BT，甚至火狐等瀏覽器默認下載等等
斷點續傳技術，簡單一點來說就是一點一點保存，簡單一點說，1G的數據，你下載了10M就保存到硬碟裡面，然後把已經保存的數據從內存裡面清空，再下載了10M在保存在硬碟上面。那個每次這個10M的數據量，叫緩存大小。
實際原理遠遠比上面說的復雜，涉及到網路傳輸協議等知識，比如數據怎麼樣去取等等。如果樓主有興趣可以去看看HTTP,FTP協議方面的書籍。基本上下載都是採用這2類協議取傳輸數據的。
這個技術有2點好處，第一，下載的時候不會佔用大量內存，第二，可以分多次下載一個文件，就是你下載10M文件停止以後，你第二次下載的開始，可以從11M的位置開始下載。
其實上很多下載工具都提供用戶設置緩存大小。比如迅雷，配置--》常用設置，你就能看「最大緩存」，「最小緩存」。
伺服器---》網卡----》內存-----緩存數據-----》硬碟
性能指標從不同的方面來度量計算機網路的性能。
1、速率
計算機發送出的信號都是數字形式的。比特(bit)是計算機中的數據量的單位，也是資訊理論中使用的信息量單位。英文字bit來源binarydigit(一個二進制數字)，因此一個比特就是二進制數字中的一個1或0。網路技術中的速率指的是鏈接在計算機網路上的主機在數字信道上傳送數據的速率，也稱為數據率(datarate)或者比特率(bitrate)。速率的單位是b/s(比特每秒)或者bit/s，也可以寫為bps，即bitpersecond。當數據率較高時，可以使用kb/s(k=10^3=千)、Mb/s(M=10^6=兆)、Gb/s(G=10^9=吉)或者Tb/s(T=10^12=太)。現在一般常用更簡單並不是很嚴格的記法來描述網路的速率，如100M乙太網，而省略了b/s，意思為數據率為100Mb/s的乙太網。這里的數據率通常指額定速率。
2、帶寬
帶寬本上包含兩種含義：
(1)帶寬本來指某個信號具有的頻帶寬度。信號的帶寬是指該信號所包含的各種不同頻率成分所佔據的頻率范圍。例如，在傳統的通信線路上傳送的電話信號的標准帶寬是3.1kHz(從300Hz到3.1kHz，即聲音的主要成分的頻率范圍)。這種意義的帶寬的單位是赫茲。在以前的通信的主幹線路傳送的是模擬信號(即連續變化的信號)。因此，表示通信線路允許通過的信號頻帶范圍即為線路的帶寬。
(2)在計算機網路中，貸款用來表示網路的通信線路所能傳送數據的能力，因此網路帶寬表示在單位時間內從網路的某一點到另一點所能通過的「最高數據量「。這種意義的帶寬的單位是」比特每秒「，即為b/s。子這種單位的前面也通常加上千(k)、兆(M)、吉(G)、太(T)這樣的倍數。
3、吞吐量
吞吐量(throughput)表示在單位時間內通過某個網路(或信道、介面)的數據量。吞吐量進場用於對現實世界中的網路的一種測量，以便知道實際上到底有多少數據量能夠通過網路。顯然，吞吐量受到網路的帶寬或網路的額定速率的限制。例如，對於一個100Mb/s的乙太網，其額定速率為100Mb/s，那麼這個數值也是該乙太網的吞吐量的絕對上限值。因此，對100Mb/s的乙太網，其典型的吞吐量可能只有70Mb/s。
4、時延
時延指數據(一個報文或者分組)從網路(或鏈路)的一端傳送到另一端所需的時間。時延是一個非常重要的性能指標，也可以稱為延遲或者遲延。
網路中的時延由以下幾部分組成：
(1)發送時延發送時延是主機或路由器發送數據幀所需要的時間，也就是從發送數據幀的第一個比特算起，到該幀的最後一個比特發送完畢所需時間。發送時延也可以稱為傳輸時延。發送的時延=數據幀長度(b)/發送速率(b/s)。
對於一定的網路，發送時延並非固定不變，而是與發送的幀長成正比，與發送數率成反比。
(2)傳播時延傳播時延是電磁波在信道中傳播一定的距離需要花費的時間。
傳播時延=信道長度(m)/電磁波在信道上的傳播數率(m/s)
電磁波在自由空間的傳播速率是光速，即3.0×10^5km/s。電磁波在網路傳輸媒體中的傳播速率比在自由空間低一些，在銅線電纜中的傳播速率約為2.3×10^5km/s，在光纖中的傳播速率約為2.0×10^5km/s。
(3)處理時延主機或路由器在收到分組時需要花費一定的時間處理，分析分組首部、從分組中提取數據部分、進行差錯檢驗、查到適當路由等，這就產生了處理時延。
(4)排隊時延分組在經過網路傳輸時，要經過許多的路由器。但分組在進入路由器後要先在輸入隊列中排隊等待處理。在路由器確定了轉發介面後，還要在輸出隊列中排隊等待轉發。這就產生了排隊延時。排隊延時通常取決於網路當時的通信量。
這樣數據在網路中盡力的總延時就是
總延時=發送延時+傳播延時+處理延時+排隊延時
對於高速網路鏈路，提高的僅僅是數據的發送數率而不是比特在鏈路上的傳播速率。荷載信息的電磁波在通信線路上的傳播速率與數據的發送速率並無關系。提高的數據的發送速率只是減小了數據的發送時延。
5、時延帶寬積
把以上兩個網路性能的兩個度量，傳播時延和帶寬相乘，就等到另外一個度量：傳播時延帶寬積，即
時延帶寬積=傳播時延×帶寬
例如，傳播時延為20ms，帶寬為10Mb/s，則時延帶寬積=20×10×10^3/1000=2×10^5bit。這就表示，若發送端連續發送數據，則在發送的第一個比特即將達到終點時，發送端就已經發送了20萬個比特，而這20萬個bit都在鏈路上向前移動。
6、往返時間RTT
在計算機網路中，往返時間RTT也是一個重要的性能指標，表示從發送方發送數據開始，到發送方收到來自接收方的確認，總共經歷的時間。對於上面提到的例子，往返時間RTT就是40ms，而往返時間和帶寬的乘積是4×10^5(bit)。
顯然，往返時間與所發送的分組長度有關。發送很長的數據塊的往返時間，應當比發送很短的數據塊往返時間要多些。
往返時間帶寬積的意義就是當發送方連續發送數據時，即能夠及時收到對方的確認，但已經將許多比特發送到鏈路上了。對於上述例子，假定數據的接收方及時發現了差錯，並告知發送發，使發送方立即停止發送，但也已經發送了40萬個比特了。
7、利用率
利用率有信道利用率和網路利用率。信道利用率指出某信道有百分之幾的時間是被利用的。網路利用率則是全網路的信道利用率的加權平均值。信道利用率並非越高越好。這是因為，根據排隊的理論，當某信道的利用率增大時，該信道引起的時延也就迅速增加。
如果D0表示網路空閑時的時延，D表示當前網路時延，可以用簡單公式(D=D0/(1-U)來表示D，D0和利用率U之間的關系。U數值在0和1之間。當網路的利用率接近最大值1時，網路的時延就趨近於無窮大。