在CPU中，CPU的职责就是执行运算而已，数据的来源则来自于内存区。但是由于CPU运算速度远远高于内存的读写速度，为了平衡这种速度差，CPU中引入了缓存机制。但是，CPU 缓存还是不够快，另外数据在缓存里面的地址是不固定的，CPU 每次读写都要寻址也会拖慢速度。因此CPU就加入了CPU registers（寄存器）这样一个东西。它通常被称为“零级缓存”。CPU在高速运算下，会优先读写寄存器，再由寄存器跟内存交换数据。按照存储介质速度的不同，下图把它们简单做了一个排列，它们的特点是：速度越快内存越小，速度越慢内存越大。
接下来，再来分别简单介绍一下这些存储介质
1.寄存器：我们常常看到 32位 CPU、64位 CPU 这样的名称，其实指的就是寄存器的大小。32 位 CPU 的寄存器大小就是4个字节。
2.缓存：缓存就是速度比RAM更快的RAM。具体可以参考百度百科。
3.RAM: 随机存取存储器。分为静态存储器SRAM和动态存储器DRAM，通常静态存储器速度更快，但是存储效率不如动态存储器，而且价格更高。如需了解更多，具体可以参考百度百科。
4.磁盘：这个用过电脑的应该都比较熟悉，磁盘分为固态硬盘和机械硬盘。机械硬盘读写速度相对较慢，不过价格比较实惠。
现在来介绍一下内存空间：
一个内存空间里面包含了四个区域：代码区，全局变量和静态变量区，局部变量区（即栈区）以及堆区。
代码区和全局变量和静态变量区就和它们的名字一样，存储的就是代码和全局变量和静态变量。
下面重点介绍一下栈区和堆区：
一个程序在运行之前，每一个代码源文件会被编译器编译为可执行文件，在编译时期编译器则会预先在内存区分配所需静态内存，这些静态内存一般被指定上面提到的前三个区域。那么是什么样的变量会存储在栈里面呢？
基本数据类型都是存储在栈中的（当然前提是它不是全局的，下面默认都不是全局的），基础类型包括byte，char,short,int,float,double,long等，而数组类型要么是在声明期就指定它的大小，这时数组的内容都是存储在栈中的。还有一种情况是无法在编译期确定数组的实际大小，而是需要在程序运行时再动态分配内存，这时数组的内容就会存储在堆中了。不过又一点需要注意的是：虽然这个数组时存在堆中，但是数组变量是存储在栈中的，比如
int a[10] = malloc(sizeof(Int) * 10);
这个a变量是一个指针，存储的是堆中动态分配内容的首地址。a变量是存储在栈中的，和所有指针类型一样，它所占用的字节数是4个字节。值得一提的是，数组在堆中的内存分配是连续的，因此程序可以很轻松地通过（首地址+偏移量*下标）的方式得以访问到数组内的任何一个元素。在C语言中，动态分配的内存需要使用free函数手动释放掉。指向堆内存的指针变量会自动被释放掉。除了malloc函数，还有calloc或realloc函数也能动态分配内存。它们的区别是：
malloc函数的原型是void *malloc (unsigned int size) ,其作用是在内存的动态存储区中分配一个长度为size的连续空间。不过只是分配而已，并不会对所分配的内存做初始化操作。分配成功的话会返回分配内存的首地址，实际使用时需要做类型强转。如果分配内存失败，比如内存空间不足，那么就会返回一个NULL指针。所以在使用该函数返回的值时，需要先判断一下内存是否分配成功。
calloc函数的原型是void *calloc(size_t n, size_t size)，其作用和malloc函数差不多，区别在于它比malloc函数多做了一个初始化所分配内存区域的步骤，会全部初始化为0。 这当然会造成额外的开销，所以如果不需要初始化的话，可以只使用malloc函数即可。
realloc函数的原型是extern void *realloc(void *mem_address, unsigned int newsize)，其作用是动态改变已分配内存的大小，第一个参数是原始分配的内存首地址，第二个参数是需要分配的内存大小。比如用malloc分配了四个int大小的数据，后来因为某些原因需要调整该区域内存大小。就可以使用realloc函数。比如
int *a = malloc(4*sizeof(int));
int *b = realloc(a, 3*sizeof(int)); // 缩小
int *c = realloc(a, 5*sizeof(int)); // 扩大
realloc函数的第一个参数必须是来自于malloc或者calloc或者realloc函数的。realloc函数的第一个参数如果传入的是NULL，那么它就和malloc函数作用一样了。realloc函数如果是缩小内存的话，返回的指针一般还是原来的指针，只不过缩小之后的内容，被剔除的内存被系统回收了，如果再访问，可能会引起野指针异常。而如果realloc函数是扩大内存的话，它所返回的指针就不一定是原来的指针内容了。因为内存分配的都是连续的地址空间，如果在当前地址下分配不了指定的size大小，则系统会另外开辟一段内存空间，然后将之前指针指向的内容复制到新的内存地址，并自动释放掉原来的指针，最后返回的是新的内存地址。如果因为某些原因，比如系统内存不足，那么该函数将会返回一个NULL指针。所以它在使用之前也需要做判空。
总结一下：使用动态分配的内存都是使用malloc函数、calloc函数或者realloc函数分配的，它们都存储在堆中，而指向它们的指针变量是存在栈中。动态分配的内存可能会分配失败，所以需要做判空操作。动态分配的内存必须使用free()函数释放，否则会造成内存泄漏。