Как информация попадает в память компьютера

Как устроена оперативная память компьютера

Знаете ли вы, что такое оперативная память? Конечно, знаете. Это такое устройство, от которого зависит скорость работы компьютера. В общем, так оно и есть, только выглядит такое определение немного дилетантски. Но что в действительности представляет собой оперативная память? Как она устроена, как работает и чем один вид памяти отличается от другого?

Компьютерная память

Оперативная память, ОЗУ она же RAM (англ.) — это энергозависимая часть компьютерной памяти, предназначенной для хранения временных данных, обрабатываемых процессором. Хранятся эти данные в виде бинарной последовательности, то есть набора нулей и единиц. Энергозависимой же она называется потому, что для её работы необходимо постоянное подключение к источнику электрического тока. Стоит только отключить её от питания, как вся хранящаяся в ней информация будет утеряна.

Но если ОЗУ это одна часть компьютерной памяти, тогда что представляет собой её другая часть? Носителем этой части памяти является жесткий диск. В отличие от ОЗУ, он может хранить информацию, не будучи подключён к источнику питания. Жесткие диски, флешки и CD-диски — все эти устройства именуются ПЗУ, что расшифровывается как постоянное запоминающее устройство. Как и ОЗУ, ПЗУ хранят данные в виде нулей и единиц.

Для чего нужна ОЗУ

Тут может возникнуть вопрос, а зачем вообще нужна оперативная память? Разве нельзя выделить на жестком диске буфер для временного помещения обрабатываемых процессором данных? В принципе можно, но это был бы очень неэффективный подход.

Физическое устройство оперативной памяти таково, что чтение/запись в ней производится намного быстрее. Если бы вместо ОЗУ у вас было ПЗУ, компьютер бы работал очень медленно.

Физическое устройство ОЗУ

Физически ОЗУ представляет съёмную плату (модуль) с располагающимися на ней микросхемами памяти. В основе микросхемы лежит конденсатор — устройство, известное уже больше сотни лет.

Каждая микросхема содержит множество конденсаторов связанных в единую ячеистую структуру — матрицу или иначе ядро памяти. Также микросхема содержит выходной буфер — особый элемент, в который попадает информация перед тем, как быть переданной на шину памяти. Из уроков физики мы знаем, что конденсатор способен принимать только два устойчивых состояния: либо он заряжен, либо разряжен. Конденсаторы в ОЗУ играют ту же роль, что и магнитная поверхность жёсткого диска, то есть удержание в себе электрического заряда, соответствующего информационному биту. Наличие заряда в ячейке соответствует единице, а отсутствие — нулю.

Как в ОЗУ записывается и читается информация

Понять, как в ОЗУ происходит запись и считывание данных будет проще, если представить её в виде обычной таблицы. Чтобы считать данные из ячейки, на горизонтальную строку выдаётся сигнал выбора адреса строки (RAS). После того как он подготовит все конденсаторы выбранной строки к чтению, по вертикальной колонке подаётся сигнал выбора адреса столбца (CAS), что позволяет считать данные с конкретной ячейки матрицы.

Характеристика, определяющая количество информации, которое может быть записано или прочитано за одну операцию чтения/записи, именуется разрядностью микросхемы или по-другому шириной шины данных. Как нам уже известно, перед тем как быть переданной на шину микросхемы, а затем в центральный процессор, информация сначала попадает в выходной буфер. С ядром он связывается внутренним каналом с пропускной способностью равной ширине шины данных. Другой важной характеристикой ОЗУ является частота шины памяти. Что это такое? Это периодичность, с которой происходит считывание информации, а она совсем не обязательно должна совпадать с частотой подающегося на матрицу памяти сигнала, что мы и увидим на примере памяти DDR.

В современных компьютерах используется так называемая синхронная динамическая оперативная память — SDRAM. Для передачи данных в ней используется особый синхросигнал. При его подаче на микросхему происходит синхронное считывание информации и передача её в выходной буфер.

Представим, что у нас есть микросхема памяти с шириной шины данных 8 бит, на которую с частотой 100 МГц подаётся синхросигнал. В результате за одну транзакцию в выходной буфер по 8-битовому каналу попадает ровно 8 бит или 1 байт информации. Точно такой же синхросигнал приходит на выходной буфер, но на этот раз информация попадает на шину микросхемы памяти. Умножив частоту синхросигнала на ширину шины данных, мы получим ещё один важный параметр — пропускную способность памяти.

8 бит * 100 МГц = 100 Мб/с

Память DDR

Это был простейший пример работы SDR — памяти с однократной скоростью передачи данных. Этот тип памяти сейчас практически не используется, сегодня его место занимает DDR — память с удвоенной скоростью передачи данных. Разница между SDR и DDR заключается в том, что данные с выходного буфера такой ОЗУ читаются не только при поступлении синхросигнала, но и при его исчезновении. Также при подаче синхросигнала в выходной буфер с ядра памяти информация попадает не по одному каналу, а по двум, причём ширина шины данных и сама частота синхросигнала остаются прежними.

Для памяти DDR принято различать два типа частоты. Частота, с которой на модуль памяти подаётся синхросигнал, именуется базовой, а частота, с которой с выходного буфера считывается информация — эффективной. Рассчитывается она по следующей формуле:

эффективная частота = 2 * базовая частота

В нашем примере с микросхемой 8 бит и частотой 100 МГц это будет выглядеть следующим образом.

8 бит * (2 * 100 МГц) = 200 Мб/с

Чем отличаются DDR от DDR2, DDR3 и DDR4

Количеством связывающих ядро с выходным буфером каналов, эффективной частотой, а значит и пропускной способностью памяти. Что касается ширины шины данных (разрядности), то в большинстве современных модулей памяти она составляет 8 байт (64 бит). Допустим, что у нас есть модуль памяти стандарта DDR2-800. Как рассчитать его пропускную способность? Очень просто. Что такое 800? Это эффективная частота памяти в мегагерцах. Умножаем её на 8 байт и получаем 6400 Мб/с.

И последнее. Что такое пропускная способность мы уже знаем, а что такое объём оперативной памяти и зависит ли он от её пропускной способности? Прямой взаимосвязи между этим двумя характеристиками нет. Объём ОЗУ зависит от количества запоминающих элементов. И чем больше таких ячеек, тем больше данных может хранить память без их перезаписи и использования файла подкачки.

Организация памяти / Хабр

За последнюю неделю дважды объяснял людям как организована работа с памятью в х86, с целью чтобы не объяснять в третий раз написал эту статью.

И так, чтобы понять организацию памяти от вас потребуется знания некоторых базовых понятий, таких как регистры, стек и тд. Я по ходу попробую объяснить и это на пальцах, но очень кратко потому что это не тема для этой статьи. Итак начнем.

Как известно программист, когда пишет программы работает не с физическим адресом, а только с логическим. И то если он программирует на ассемблере. В том же Си ячейки памяти от программиста уже скрыты указателями, для его же удобства, но если грубо говорить указатель это другое представление логического адреса памяти, а в Java и указателей нет, совсем плохой язык. Однако грамотному программисту не помешают знания о том как организована память хотя бы на общем уровне. Меня вообще очень огорчают программисты, которые не знают как работает машина, обычно это программисты Java и прочие php-парни, с квалификацией ниже плинтуса.

Так ладно, хватит о печальном, переходим к делу.
Рассмотрим адресное пространство программного режима 32 битного процессора (для 64 бит все по аналогии)
Адресное пространство этого режима будет состоять из 2^32 ячеек памяти пронумерованных от 0 и до 2^32-1.
Программист работает с этой памятью, если ему нужно определить переменную, он просто говорит ячейка памяти с адресом таким-то будет содержать такой-то тип данных, при этом сам програмист может и не знать какой номер у этой ячейки он просто напишет что-то вроде:
int data = 10;
компьютер поймет это так: нужно взять какую-то ячейку с номером стопицот и поместить в нее цело число 10. При том про адрес ячейки 18894 вы и не узнаете, он от вас будет скрыт.

Все бы хорошо, но возникает вопрос, а как компьютер ищет эту ячейку памяти, ведь память у нас может быть разная:
3 уровень кэша
2 уровень кэша
1 уровень кэша
основная память
жесткий диск

Это все разные памяти, но компьютер легко находит в какой из них лежит наша переменная int data.
Этот вопрос решается операционной системой совместно с процессором.
Вся дальнейшая статья будет посвящена разбору этого метода.

Архитектура х86 поддерживает стек.

Стек это непрерывная область оперативной памяти организованная по принципу стопки тарелок, вы не можете брать тарелки из середины стопки, можете только брать верхнюю и класть тарелку вы тоже можете только на верх стопки.
В процессоре для работы со стеком организованны специальные машинные коды, ассемблерные мнемоники которых выглядят так:

push operand
помещает операнд в стек

pop operand
изымает из вершины стека значение и помещает его в свой операнд

Стек в памяти растет сверху вниз, это значит что при добавлении значения в него адрес вершины стека уменьшается, а когда вы извлекаете из него, то адрес вершины стека увеличивается.

Теперь кратко рассмотрим что такое регистры.
Это ячейки памяти в самом процессоре. Это самый быстрый и самый дорогой тип памяти, когда процессор совершает какие-то операции со значением или с памятью, он берет эти значения непосредственно из регистров.
В процессоре есть несколько наборов логик, каждая из которых имеет свои машинные коды и свои наборы регистров.
Basic program registers (Основные программные регистры) Эти регистры используются всеми программами с их помощью выполняется обработка целочисленных данных.
Floating Point Unit registers (FPU) Эти регистры работают с данными представленными в формате с плавающей точкой.
Еще есть MMX и XMM registers эти регистры используются тогда, когда вам надо выполнить одну инструкцию над большим количеством операндов.

Рассмотрим подробнее основные программные регистры. К ним относятся восемь 32 битных регистров общего назначения: EAX, EBX, ECX, EDX, EBP, ESI, EDI, ESP
Для того чтобы поместить в регистр данные, или для того чтобы изъять из регистра в ячейку памяти данные используется команда mov:

mov eax, 10
загружает число 10 в регистр eax.

mov data, ebx
копирует число, содержащееся в регистре ebx в ячейку памяти data.

Регистр ESP содержит адрес вершины стека.
Кроме регистров общего назначения, к основным программным регистрам относят шесть 16битных сегментных регистров: CS, DS, SS, ES, FS, GS, EFLAGS, EIP
EFLAGS показывает биты, так называемые флаги, которые отражают состояние процессора или характеризуют ход выполнения предыдущих команд.
В регистре EIP содержится адрес следующей команды, которая будет выполнятся процессором.
Я не буду расписывать регистры FPU, так как они нам не понадобятся. Итак наше небольшое отступление про регистры и стек закончилось переходим обратно к организации памяти.

Как вы помните целью статьи является рассказ про преобразование логической памяти в физическую, на самом деле есть еще промежуточный этап и полная цепочка выглядит так:

Логический адрес --> Линейный (виртуальный)--> Физический

Все линейное адресное пространство разбито на сегменты. Адресное пространство каждого процесса имеет по крайней мере три сегмента:
Сегмент кода. (содержит команды из нашей программы, которые будут исполнятся.)
Сегмент данных. (Содержит данные, то бишь переменные)
Сегмент стека, про который я писал выше.

Линейный адрес вычисляется по формуле:

линейный адрес=Базовый адрес сегмента(на картинке это начало сегмента) + смещение

Сегмент кода

Базовый адрес сегмента кода берется из регистра CS. Значение смещения для сегмента кода берется из регистра EIP, в котором хранится адрес инструкции, после исполнения которой, значение EIP увеличивается на размер этой команды. Если команда занимает 4 байта, то значение EIP увеличивается на 4 байта и будет указывать уже на следующую инструкцию. Все это делается автоматически без участия программиста.
Сегментов кода может быть несколько в нашей памяти. В нашем случае он один.

Сегмент данных

Данные загружаются в регистры DS, ES, FS, GS
Это значит что сегментов данных может быть до 4х. На нашей картинке он один.
Смещение внутри сегмента данных задается как операнд команды. По дефолту используется сегмент на который указывает регистр DS. Для того чтобы войти в другой сегмент надо это непосредственно указать в команде префикса замены сегмента.

Сегмент стека

Используемый сегмент стека задается значением регистра SS.
Смещение внутри этого сегмента представлено регистром ESP, который указывает на вершину стека, как вы помните.
Сегменты в памяти могут друг друга перекрывать, мало того базовый адрес всех сегментов может совпадать например в нуле. Такой вырожденный случай называется линейным представлением памяти. В современных системах, память как правило так организована.

Теперь рассмотрим определение базовых адресов сегмента, я писал что они содержаться в регистрах SS, DS, CS, но это не совсем так, в них содержится некий 16 битный селектор, который указывает на некий дескриптор сегментов, в котором уже хранится необходимый адрес.

Так выглядит селектор, в тринадцати его битах содержится индекс дескриптора в таблице дескрипторов. Не хитро посчитать будет что 2^13 = 8192 это максимальное количество дескрипторов в таблице.
Вообще дескрипторных таблиц бывает два вида GDT и LDT Первая называется глобальная таблица дескрипторов, она в системе всегда только одна, ее начальный адрес, точнее адрес ее нулевого дескриптора хранится в 48 битном системном регистре GDTR. И с момента старта системы не меняется и в свопе не принимает участия.
А вот значения дескрипторов могут меняться. Если в селекторе бит TI равен нулю, тогда процессор просто идет в GDT ищет по индексу нужный дескриптор с помощью которого осуществляет доступ к этому сегменту.
Пока все просто было, но если TI равен 1 тогда это означает что использоваться будет LDT. Таблиц этих много, но использоваться в данный момент будет та селектор которой загружен в системный регистр LDTR, который в отличии от GDTR может меняться.
Индекс селектора указывает на дескриптор, который указывает уже не на базовый адрес сегмента, а на память в котором хранится локальная таблица дескрипторов, точнее ее нулевой элемент. Ну а дальше все так же как и с GDT. Таким образом во время работы локальные таблицы могут создаваться и уничтожаться по мере необходимости. LDT не могут содержать дескрипторы на другие LDT.
Итак мы знаем как процессор добирается до дескриптора, а что содержится в этом дескрипторе посмотрим на картинке:
Дескрипторы состоит из 8 байт.
Биты с 15-39 и 56-63 содержат линейный базовый адрес описываемым данным дескриптором сегмента. Напомню нашу формулу для нахождения линейного адреса:

линейный адрес = базовый адрес + смещение

С помощью такой нехитрой операции процессор может обращаться по нужному адресу линейной памяти.
Рассмотрим другие биты дескриптора, очень важным является Segment Limit или предел, он имеет 20битное значение от 0-15 и 48-51 бит. Предел задает размер сегмента. Для сегментов данных и кода доступными являются все адреса, расположенные в интервале:

[база; база+предел)

В зависимости от 55 G-бита(гранулярити), предел может измеряться в байтах при нулевом значении бита и тогда максимальный предел составит 1 мб, или в значении 1, предел измеряется страницами, каждая из которых равна 4кб. и максимальный размер такого сегмента будет 4Гб.
Для сегмента стека предел будет в интервале:

(база+предел; вершина]

Кстати интересно почему база и предел так рвано располагаются в дескрипторе. Дело в том что процессоры х86 развивались эволюционно и во времена 286х дескрипторы были по 8 бит всего, при этом старшие 2 байта были зарезервированы, ну а в последующих моделях процессоров с увеличением разрядности дескрипторы тоже выросли, но для сохранения обратной совместимости пришлось оставить структуру как есть.
Значение адреса «вершина» зависит от 54го D бита, если он равен 0, тогда вершина равна 0xFFF(64кб-1), если D бит равен 1, тогда вершина равна 0xFFFFFFFF (4Гб-1)
С 41-43 бит кодируется тип сегмента.
000 — сегмент данных, только считывание
001 — сегмент данных, считывание и запись
010 — сегмент стека, только считывание
011 — сегмент стека, считывание и запись
100 — сегмент кода, только выполнение
101- сегмент кода, считывание и выполнение
110 — подчиненный сегмент кода, только выполнение
111 — подчиненный сегмент кода, только выполнение и считывание

44 S бит если равен 1 тогда дескриптор описывает реальный сегмент оперативной памяти, иначе значение S бита равно 0.

Самым важным битом является 47-й P бит присутствия. Если бит равен 1 значит, что сегмент или локальная таблица дескрипторов загружена в оперативку, если этот бит равен 0, тогда это означает что данного сегмента в оперативке нет, он находится на жестком диске, случается прерывание, особый случай работы процессора запускается обработчик особого случая, который загружает нужный сегмент с жесткого диска в память, если P бит равен 0, тогда все поля дескриптора теряют смысл, и становятся свободными для сохранения в них служебной информации. После завершения работы обработчика, P бит устанавливается в значение 1, и производится повторное обращение к дескриптору, сегмент которого находится уже в памяти.

На этом заканчивается преобразование логического адреса в линейный, и я думаю на этом стоит прерваться. В следующий раз я расскажу вторую часть преобразования из линейного в физический.
А так же думаю стоит немного поговорить о передачи аргументов функции, и о размещении переменных в памяти, чтобы была какая-то связь с реальностью, потому размещение переменных в памяти это уже непосредственно, то с чем вам приходится сталкиваться в работе, а не просто какие-то теоретические измышления для системного программиста. Но без понимания, как устроена память невозможно понять как эти самые переменные хранятся в памяти.
В общем надеюсь было интересно и до новых встреч.

Память компьютера | Компьютер для чайников

Оперативная память (или ОЗУ – оперативное запоминающее устройство) необходима компьютеру для временного хранения данных. В магазине, на табличке с характеристиками компьютера, может указываться как RAM или ОЗУ (от англ. Random Access Memory – память с произвольным доступом).

В отличие от такого устройства хранения данных как жесткий диск, оперативная память обладает высокой скоростью чтения и записи. Кроме того, является энергозависимой — при отключении компьютера данные в ОЗУ не сохраняются. Но ОЗУ и не предназначен для долгого хранения информации. Для этого существуют другие устройства (жесткий диск, флешки, компакт-диски, внешние винчестеры….). Главное назначение оперативной памяти компьютера – быстрое (оперативное) чтение и запись информации, временное хранение нужных процессору данных. Дело в том, что при считывании данных с жесткого диска, они сначала передаются в ОЗУ и остаются там на то время, которое нужно процессору для ее обработки.

От объема ОЗУ и скорости его работы зависит производительность компьютера. Объем современной оперативной памяти измеряется в гигабайтах (Гб), а скорость в мегагерцах.

Физически, память представляет собой плату расширения – модуль ( или планка) памяти, вставляемую в специальный слот на материнской плате. Как правило, на материнской плате имеется от 2 до 4 слотов для памяти, что позволяет легко ее наращивать установкой дополнительных модулей.

Основные характеристики модуля памяти

Основными характеристиками модулей памяти, которые нужно знать компьютерному чайнику, являются тип памяти, объем и частота.

Тип памяти. Сегодня, практически во всех современных компьютерах используется тип памяти DDR3. На устаревших компьютерах еще можно встретить DDR2. Модуль памяти DDR3 производительней DDR2 за счет увеличения частоты работы и применения более эффективных технологических решений. Компьютерные технологии быстро развиваются, и на смену DDR3 постепенно приходят модули DDR4, имеющие большую производительность.

Объем модуля памяти. Один модуль памяти может иметь объем от 2 до 8 Гб. Для работы в офисных программах, просмотра страниц в интернете, нетребовательных игр будет достаточно 2-4 Гб. Если же компьютер приобретается для современных игр с высоким уровнем детализации, редактирования видео, для работы в ресурсоемких программах, то понадобится от 4 Гб и выше.

Частота памяти. Измеряется в мегагерцах (Мгц) Чем больше частота, тем быстрее память. Модули памяти DDR3 работают на частотах 800/1066/1333/1600/1800/2000/2133/2200/2400 Мгц.

На момент написания статьи, самый распространенный модуль памяти — DDR3-1333 Мгц.

Поделиться.

Еще по теме:

• Особенности и типы корпусов компьютера Под понятием «компьютер» подразумевается именно системный блок, без монитора. В корпусе системного блока размещены главные составляющие ПК: материнская плата с процессором, видеокартой и […]
• Как подключить компьютер к WI-FI Чаще всего стационарный компьютер подключается к интернету с помощью проводного соединения. Тем более у него изначально нет специального приемника, так называемого WI-FI адаптера, чтобы […]
• Как выбрать блок питания для компьютера Выбор правильного импульсного блока питания для построения системного блока очень важен. Блок питания посредственного качества работает довольно неэффективно, издает характерный шум, может […]
• Почему шумит компьютер и как это исправить Для многих пользователей персональных компьютеров, не так уж важна его вычислительная мощность, энергоэффективность и другие сложные параметры. Человеку необходимо устройство, способное […]
• Оптический привод или дисковод компакт-дисков Оптический привод или дисковод компакт дисков – это оптико-механическое устройство, предназначенное для считывания информации со съемных носителей, представленных в виде компакт-дисков […]

Назначение и устройство компьютера. Компьютерная память. | Материал по информатике и икт (7 класс) по теме:

Тема урока: Назначение и устройство компьютера. Компьютерная память.

Цели: Обучающая: изучить основные устройства компьютера, функциональные возможности компьютера, виды компьютерной памяти, принципы взаимодействия устройств ПК, основные характеристики ПК.

             Воспитательная: формирование системного мышления, восприятия компьютера как инструмента информационной деятельности человека.

             Развивающая: развитие познавательного интереса, творческой активности учащихся.

Тип урока: изучение нового материала.

Форма урока: лекция с элементами обсуждения.

Оборудование: ПК, мультимедийный проектор.

1. Организационный момент.
2. Актуализация знаний. Теоретический материал урока.

      Слайд 1. Основные устройства компьютера.

Слайд 2. Для информатики компьютер – это не только инструмент для работы с информацией, но и объект изучения. Люди стремились облегчить свой труд и для этого создавались различные машины и механизмы, усиливающие физические возможности человека. Компьютер же был изобретен в середине 20 века для усиления возможностей умственной работы человека. Прототипом компьютера в природе является человек, его интеллектуальные возможности.

По своему назначению компьютер – универсальное техническое средство для работы человека с информацией.

Существует четыре основные составляющие информационной деятельности человека: прием (ввод) информации; запоминание информации; процесс мышления и передача информации. Компьютер включает в себя устройства, выполняющие аналогичные функции: устройства ввода; устройства запоминания – память; устройство обработки – процессор; устройства вывода. –

Ребята,  какие устройства ввода и вывода информации вы знаете? (клавиатура, мышь, джойстик, сканер; монитор, принтер, динамики).

Слад 3 и Слайд 4.

Слайд 5. И всё-таки нельзя отождествлять «ум компьютера» с умом человека. Важнейшее отличие состоит в том, что компьютер работает по программе, а человек сам управляет своими действиями.

В памяти компьютера хранятся данные и программы.

Данные – это обрабатываемая информация, представленная в памяти компьютера в специальной форме.

Программа – это описание последовательности действий, которые должен выполнить компьютер для решения поставленной задачи обработки данных.

Слайд 6, 7.  В 1946 году Джоном фон Нейманом были сформулированы основные принципы устройства и работы ЭВМ.

Для неймановской архитектуры характерно наличие одного процессора, который управляет работой всех остальных устройств.

Слайд 8.  Мы с Вами уже изучали то, что человек может хранить информацию в собственной памяти и на внешних носителях. У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память. Внутренняя память состоит из двух частей ОЗУ и ПЗУ. Они располагаются в материнской плате. ОЗУ для временного хранения данных, работает в режимах записи, считывания. Основной характеристикой является ее объем, влияющий на скорость работы компьютера. Информация в ПЗУ «зашивается» в процессе создания компьютера. Включает в себя программы запуска, остановки компьютера, тестирования устройств, управления работой процессора и др. устройств.

Внешняя память – это устройства хранения информации на различных носителях. Важнейшими устройствами внешней памяти являются накопители на магнитных дисках (НМД), или дисководы, которые действуют аналогично магнитофону, во время работы которых диск с информацией вращается. (учитель показывает расположение дисководов на системном блоке и примеры дисков, дискет). Другой вид внешних носителей – лазерные диски. Отличие магнитных и лазерных дисков в способе записи и чтения информации. Сначала появились лазерные диски, на которые можно было только один раз сделать запись (CD-ROM), позже изобрели перезаписываемые диски (СD-RW). Теперь существуют и двухсторонние лазерные диски.

Слайд 9. Устройства компьютера производят определённую работу с информацией (данными и программами). Давайте разберемся как происходит информационный обмен в компьютере: информация через устройства ввода попадает в память, процессор извлекает из памяти обрабатываемую информацию, работает с ней и помещает результаты обработки в память, полученные результаты через устройства вывода сообщаются человеку.

Слайд 10. Структуру внутренней памяти компьютера можно условно изобразить так. Наименьший элемент памяти – бит. У этого слова два значения: единица измерения количества информации и частица памяти компьютера. В каждом бите может храниться только нуль или единица. Использование двух знаков для представления информации называется двоичной кодировкой. Первое свойство внутренней памяти – дискретность (из отдельных частиц). Второе свойство – адресуемость (все байты пронумерованы, начиная с 0). Запись и чтение информации в памяти производится по адресам.

Слайд 11. Несколько последовательно расположенных байтов памяти образуют ячейку памяти, адресом которой является адрес младшего байта, т.е. байта с наименьшим номером.

В таблице показан принцип адресации на примере 4-байтовых ячеек памяти.

Одна ячейка памяти может хранить одну команду программы или элемент данных, обрабатываемых программой (например, число).

Машинная программа – это множество команд, расположенных в последовательных ячейках памяти.

Команда программы состоит из операционной части – кода операции и адресной части – адресов размещения в памяти обрабатываемых данных. Код операции определяет действие, выполняемое процессором по команде. Работа процессора заключается в автоматическом выполнении последовательности команд программы до её завершения (команды остановки).

Слайд 12. Устройства внешней памяти (магнитные, лазерные дисководы, флэш-память) также имеют свои характеристики.

В системном блоке встроенные магнитные диски называются жесткими дисками или винчестерами, на которых хранятся все необходимые для работы ПК программы, чем больше объем жесткого диска, тем лучше. На современных ПК устанавливают винчестеры объемом в десятки и сотни гигабайтов. Все остальные носители – сменные (дискеты, оптические диски CD, DVD). В производстве современных моделей уже не используется дисковод для дискет, т.к. объем этого носителя очень мал (1,4 Мб) и многие пользователи перестали пользоваться дискетами. Все чаще и доступнее становится другой современный носитель – флэш-память. Это электронное устройство, энергозависимое, обладает большим информационным объемом (десятки Гб). Скорость работы с флэш-памятью приближается к скорости работы с жестким диском. Остается обязательной составляющей ПК дисководы для CD-ROM, CD-DVD. Оптические дисководы позволяют производить запись и перезапись информации на CD-RW, DVD-RW.

Слайд 13.  Домашнее задание.

1. § 5, 6;
2. РТ стр.32 № 71, стр. 34 № 75;
3. Продолжите сказку: «Жили-были клавиатура, монитор, память и процессор. Жили они дружно, пока не возник спор, кто из них главнее…»

Компьютерная память — Национальная библиотека им. Н. Э. Баумана

Материал из Национальной библиотеки им. Н. Э. Баумана
Последнее изменение этой страницы: 16:57, 24 августа 2017.

Компьютерная память (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени. Память, как и центральный процессор, является неизменной частью компьютера с 1940-х. Память в вычислительных устройствах имеет иерархическую структуру и обычно предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики. В персональных компьютерах «памятью» часто называют один из её видов — динамическая память с произвольным доступом DRAM (Dynamic Random Access Memory), — которая в настоящее время используется в качестве ОЗУ персонального компьютера. Задачей компьютерной памяти является хранение в своих ячейках состояния внешнего воздействия, запись информации. Эти ячейки могут фиксировать самые разнообразные физические воздействия. Они функционально аналогичны обычному электромеханическому переключателю и информация в них записывается в виде двух чётко различимых состояний — 0 и 1 («выключено»/«включено»). Специальные механизмы обеспечивают доступ (считывание, произвольное или последовательное) к состоянию этих ячеек. Процесс доступа к памяти разбит на разделённые во времени процессы — операцию записи (сленг. прошивка, в случае записи ПЗУ) и операцию чтения, во многих случаях эти операции происходят под управлением отдельного специализированного устройства — контроллера памяти. Также различают операцию стирания памяти — занесение (запись) в ячейки памяти одинаковых значений, обычно 0016 или FF16. Наиболее известные запоминающие устройства, используемые в персональных компьютерах: модули оперативной памяти (ОЗУ), жёсткие диски(винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD- или DVD-диски, а также устройства флеш-памяти.

Функции памяти

Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации. Вместе с центральным процессором запоминающее устройство являются ключевыми звеньями так называемой архитектуры фон Неймана, — принципа, заложенного в основу большинства современных компьютеров общего назначения. Первые компьютеры использовали запоминающие устройства исключительно для хранения обрабатываемых данных. Их программы реализовывались на аппаратном уровне в виде жёстко заданных выполняемых последовательностей. Любое перепрограммирование требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации, перестройки блоков и устройств и т. д. Использование архитектуры фон Неймана, предусматривающей хранение компьютерных программ и данных в общей памяти, коренным образом переменило ситуацию. Любая информация может быть измерена в битах и потому, независимо от того, на каких физических принципах и в какой системе счисления функционирует цифровой компьютер (двоичной, троичной, десятичной и т. п.), числа, текстовая информация, изображения, звук, видео и другие виды данных можно представить последовательностями битовых строк или двоичными числами. Это позволяет компьютеру манипулировать данными при условии достаточной ёмкости системы хранения (например, для хранения текста романа среднего размера необходимо около одного мегабайта). К настоящему времени создано множество устройств, предназначенных для хранения данных, основанных на использовании самых разных физических эффектов. Универсального решения не существует, у каждого имеются свои достоинства и свои недостатки, поэтому компьютерные системы обычно оснащаются несколькими видами систем хранения, основные свойства которых обуславливают их использование и назначение.

Физические основы функционирования

В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям. В современной компьютерной технике часто используются физические свойства полупроводников, когда прохождение тока через полупроводник или его отсутствие трактуются как наличие логических сигналов 0 или 1. Устойчивые состояния, определяемые направлением намагниченности, позволяют использовать для хранения данных разнообразные магнитные материалы. Наличие или отсутствие заряда в конденсаторе также может быть положено в основу системы хранения. Отражение или рассеяние света от поверхности CD, DVD или Blu-ray-диска также позволяет хранить информацию.

НЖМД объёмом 44 Мб 1980-х годов выпуска и CompactFlash на 2 Гб 2000-х годов выпуска Устройство хранения информации на флеш-памяти

Классификация типов памяти

Следует различать классификацию памяти и классификацию запоминающих устройств (ЗУ). Первая классифицирует память по функциональности, вторая же — по технической реализации. Здесь рассматривается первая — таким образом, в неё попадают как аппаратные виды памяти (реализуемые на ЗУ), так и структуры данных, реализуемые в большинстве случаев программно.

Доступные операции с данными

• Память только для чтения (read-only memory, ROM)
• Память для чтения/записи

Память на программируемых и перепрограммируемых ПЗУ (ППЗУ и ПППЗУ) не имеет общепринятого места в этой классификации. Её относят либо к подвиду памяти «только для чтения», либо выделяют в отдельный вид. Также предлагается относить память к тому или иному виду по характерной частоте её перезаписи на практике: к RAM относить виды, в которых информация часто меняется в процессе работы, а к ROM — предназначенные для хранения относительно неизменных данных.

Энергозависимость

• Энергонезависимая память (англ. nonvolatile storage) — память, реализованная ЗУ, записи в которых не стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся все виды памяти на ПЗУ и ППЗУ;
• Энергозависимая память (англ. volatile storage) — память, реализованная ЗУ, записи в которых стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся память, реализованная на ОЗУ, кэш-память.
• Статическая память (англ. static storage) — энергозависимая память, которой для хранения информации достаточно сохранения питающего напряжения;
• Динамическая память (англ. dynamic storage) — энергозависимая память, в которой информация со временем разрушается (деградирует), и, кроме подачи электропитания, необходимо производить её периодическое восстановление (регенерацию).

Метод доступа

• Последовательный доступ (англ. sequential access memory, SAM) — ячейки памяти выбираются (считываются) последовательно, одна за другой, в очерёдности их расположения. Вариант такой памяти — стековая память.
• Произвольный доступ (англ. random access memory, RAM) — вычислительное устройство может обратиться к произвольной ячейке памяти по любому адресу.

Назначение

• Буферная память (англ. buffer storage) — память, предназначенная для временного хранения данных при обмене ими между различными устройствами или программами.
• Временная (промежуточная) память (англ. temporary (intermediate) storage) — память для хранения промежуточных результатов обработки.
• Кеш-память (англ. cache memory) — часть архитектуры устройства или программного обеспечения, осуществляющая хранение часто используемых данных для предоставления их в более быстрый доступ, нежели кешируемая память.
• Корректирующая память (англ. patch memory) — часть памяти ЭВМ, предназначенная для хранения адресов неисправных ячеек основной памяти. Также используются термины relocation table и remap table.
• Управляющая память (англ. control storage) — память, содержащая управляющие программы или микропрограммы. Обычно реализуется в виде ПЗУ.

Разделяемая память или память коллективного доступа (англ. shared memory, shared access memory) — память, доступная одновременно нескольким пользователям, процессам или процессорам.

Организация адресного пространства

• Реальная или физическая память (англ. real (physical) memory) — память, способ адресации которой соответствует физическому расположению её данных;
• Виртуальная память (англ. virtual memory) — память, способ адресации которой не отражает физического расположения её данных;
• Оверлейная память (англ. overlayable storage) — память, в которой присутствует несколько областей с одинаковыми адресами, из которых в каждый момент доступна только одна.

Удалённость и доступность для процессора

Первичная память (сверхоперативная, СОЗУ) — доступна процессору без какого-либо обращения к внешним устройствам. Данная память отличается крайне малым временем доступа и тем, что неадресуема для программиста. регистры процессора (процессорная или регистровая память) — регистры, расположенные непосредственно в АЛУ; кэш процессора — кэш, используемый процессором для уменьшения среднего времени доступа к компьютерной памяти. Разделяется на несколько уровней, различающихся скоростью и объёмом (например, L1, L2, L3). Вторичная память — доступна процессору путём прямой адресацией через шину адреса (адресуемая память). Таким образом доступна основная память (память, предназначенная для хранения текущих данных и выполняемых программ) и порты ввода-вывода (специальные адреса, через обращение к которым реализовано взаимодействие с прочей аппаратурой). Третичная память — доступна только путём нетривиальной последовательности действий. Сюда входят все виды внешней памяти — доступной через устройства ввода-вывода. Взаимодействие с третичной памятью ведётся по определённым правилам (протоколам) и требует присутствия в памяти соответствующих программ. Программы, обеспечивающие минимально необходимое взаимодействие, помещаются в ПЗУ, входящее во вторичную память (у PC-совместимых ПК — это ПЗУ BIOS). Положение структур данных, расположенных в основной памяти, в этой классификации неоднозначно. Как правило, их вообще в неё не включают, выполняя классификацию с привязкой к традиционно используемым видам ЗУ.

Управление процессором

Непосредственно управляемая (оперативно доступная) память (англ. on-line storage) — память, непосредственно доступная в данный момент времени центральному процессору. Автономная память — память, реализованная, например при помощи службы внешних носителей в Windows 2000, предусматривающей оперативное управление библиотеками носителей и устройствами с автоматической подачей дисков, облегчающей использование съёмных носителей типа магнитных лент и съёмных дисков, магнитных или оптических.

Организация хранения данных и алгоритмы доступа к ним

Повторяет классификацию структур данных:

• Адресуемая память — адресация осуществляется по местоположению данных.
• Ассоциативная память (англ. associative memory, content-addressable memory, CAM) — адресация осуществляется по содержанию данных, а не по их местоположению.
• Магазинная (стековая) память (англ. pushdown storage) — реализация стека.
• Матричная память (англ. matrix storage) — ячейки памяти расположены так, что доступ к ним осуществляется по двум или более координатам.
• Объектная память (англ. object storage) — память, система управления которой ориентирована на хранение объектов. При этом каждый объект характеризуется типом и размером записи.
• Семантическая память (англ. semantic storage) — данные размещаются и списываются в соответствии с некоторой структурой понятийных признаков.

Физические принципы

Эта классификация повторяет соответствующую классификацию ЗУ.

Вид	Среда, хранящая информацию	Принцип чтения/записи	Примеры
Полупроводниковая память (англ. semiconductor storage)	сформированные в полупроводнике элементы, имеющие 2 устойчивых состояния с различными электрическими параметрами	включение в электрическую цепь	SRAM, DRAM, EEPROM, Flash-память
Магнитная память (англ. magnetic storage)	Намагниченность участков ферромагнитного материала (доменов)	Магнитная запись	Магнитная лента, магнитный диск, магнитная карта
Оптическая память (англ. optical storage, laser storage)	последовательность участков (питов), отражающих или рассеивающих свет	чтение: отражение либо рассеяние лазерного луча от питов;запись: точечный нагрев, изменяющий свойства отражающего слоя	CD-диск, DVD, Blu-ray, HD DVD
Магнитооптическая память (англ. magnetooptics storage)	показатель преломления участков информационного слоя	чтение: преломление и отражение луча лазера запись: точечный нагрев и электромагнитный импульс	CD-MO, Fujitsu DynaMO
Магниторезистивная память с произвольным доступом (англ. Spin Torque Transfer Random Access Memory, STT-RAM)	магнитные домены	В STT-RAM электрическое поле воздействует на микромагниты, заставляя их менять направление магнитного поля (спин). В свою очередь направление магнитного поля (справа — налево или сверху — вниз) вызывает изменение в сопротивлении (логические 0 и 1).	MRAM
Память с изменением фазового состояния	молекулы халькогенида	использует изменение фазового состояния халькогенида — вещества, способного под воздействием нагрева и электрических полей переходить из непроводящего аморфного состояния (1) в проводящее кристаллическое (0). В ней применены диоды вертикального типа и трехмерная кристаллическая структура. Не требует предварительного удаления старых данных перед записью новых, не требует электропитания для сохранения своего состояния[1]	PRAM
Ёмкостная память (англ. capacitor storage)	молекулы халькогенида (chalcogenide)	подача электрического напряжения на обкладки	DRAM

Разновидности полупроводниковой памяти

• NOR
• NAND
• NVRAM
• SRAM
• DRAM
• FB-DIMM
• EEPROM
• Flash

Разновидности магнитной памяти

• Память на магнитной ленте (англ. magnetic tape memory) — представляет собой пластиковую узкую ленту с магнитным покрытием и механизм с блоком головок записи-воспроизведения (БГЗВ). Лента намотана на бобину, и последовательно протягивается лентопротяжным механизмом (ЛПМ) возле БГЗВ. Запись производится перемагничиванием частиц магнитного слоя ленты при прохождении их возле зазора головки записи. Считывание записанной информации происходит при прохождении намагниченного ранее участка плёнки возле зазора головки воспроизведения.
• Память на магнитных дисках (англ. magnetic disk memory) — представляет собой круглый пластиковый диск с магнитным покрытием и механизм с БГЗВ. Данные при этом наносятся радиально, при вращении диска вокруг своей оси и радиальном сдвиге БГЗВ на шаг головки. Запись производится перемагничиванием частиц магнитного слоя диска при прохождении их возле зазора головки записи. Считывание записанной информации происходит при прохождении намагниченного ранее участка возле зазора головки воспроизведения.
• Память на магнитной проволоке (англ. plated wire memory) Использовалась в магнитофонах до магнитной ленты. В настоящее время по этому принципу конструируется большинство авиационных т. н. «чёрных ящиков» — данный носитель имеет наиболее высокую устойчивость к внешним воздействиям и высокую сохранность даже при повреждениях в аварийных ситуациях.
• Ферритовая память (англ. core storage) — ячейка представляет собой ферритовый сердечник, изменение состояния которого (перемагничивание) происходит при пропускании тока через намотанный на него проводник. В настоящее время имеет ограниченное применение, в основном в военной сфере.

Разновидности оптической памяти

Фазоинверсная память (англ. Phase Change Rewritable storage, PCR) — оптическая память, в которой рабочий (отражающий) слой выполнен из полимерного вещества, способного при нагреве менять фазовое состояние (кристаллическое↔аморфное) и отражающие характеристики в зависимости от режима нагрева. Применяется в перезаписываемых оптических дисках (CD-RW, DVD-RW).

Редко используемые, устаревшие и экспериментальные виды

Вид	Описание
Акустическая память	использует замкнутые акустические линии задержки
Запоминающая электронно-лучевая трубка	Использует свойство вторичной эмиссии люминофора
Трековая память	базируется на открытых не так давно спинтронных эффектах, в частности на использовании спинового тока для перемещения наноразмерных магнитных объектов — доменных стенок — в пределах магнитных нанопроволок. Под действием такого тока доменные стенки бегут друг за другом по этой проволоке, словно бегуны по спринтерской дорожке (треку)[2]
Голографическая память	использует пространственную графическую информацию, отображаемую в виде интерференционных структур
Криогенная память	использует сверхпроводящие материалы
Сегнетоэлектрическая память	Статическая оперативная память с произвольным доступом, ячейки которой сохраняют информацию, используя сегнетоэлектрический эффект. Исследованиями в этом направлении занимаются фирмы Hitachi совместно с Ramtron, Matsushita с фирмой Symetrix. По сравнению с флеш-памятью, ячейки FRAM практически не деградируют — гарантируется до {10}^{10} циклов перезаписи
Молекулярная память	Использует технологию атомной туннельной микроскопии. Носителями информации являются специальные виды плёнок. Головки, считывающие данные, сканируют поверхность плёнки. Их чувствительность позволяет определять наличие или отсутствие в молекулах отдельных атомов, на чём и основан принцип записи-считывания данных. В середине 1999 года эта технология была продемонстрирована компанией Nanochip. В основе архитектуры устройств записи-считывания лежит технология MARE (Molecular Array Read-Write Engine). Были достигнуты следующие показатели по плотности упаковки: около 40 Гбит/см² в устройствах чтения/записи и 128 Гбит/см² в устройствах с однократной записью, что в 6 раз превосходило тогдашние экспериментальные образцы магнитных дисков и более чем в 25 раз — серийные модели. Достигнутая на 2008 год скорость записи и чтения не позволяет говорить о массовом применении этой технологии
Электростатическая память	Носителями данных являются накопленные заряды статического электричества на поверхности диэлектрика.

Примечание

1. ↑ PRAM - "совершенная" память от Samsung [Электронный ресурс] : Daily Digital Digest : — Режим доступа: http://www.3dnews.ru/185033
2. ↑ Элементы — новости науки: Магнитная память «на беговой дорожке»: быстро, дешево и надежно [Электронный ресурс] : Элементы большой науки: — Режим доступа: http://elementy.ru/news/430720?page_design=print

Все об оперативной памяти — гайд и тесты в разных режимах работы | Оперативная память | Блог

Сколько оперативки нужно для современных игр, как правильно подобрать и установить несколько планок? А разгон, а точно хорошо все будет? В этом материале подробно разбираем все вопросы про оперативную память и проводим сравнительные тесты. Информация актуальна как для DDR3, так и для DDR4 и ориентирована на наиболее распространенные платы с двухканальным режимом работы.

Варианты установки памяти

Первый шаг к стабильной и быстрой памяти — ее правильная установка. Просто старайтесь держать в уме следующие факты.

Установка одной, двух, трех или четырех планок — что лучше?

Для оптимального быстродействия ставить лучше четное количество планок памяти. Следующий график показывает, как меняется производительность в зависимости от количества установленных модулей. Дополнительно в него были добавлены два значения: комбинация из 4 ГБ и 8 ГБ модулей на частоте 1333 и 1600 МГц. Command Rate установлен на единицу.

Какой вывод можно сделать? Одна планка памяти выдает худшую производительность, так как отсутствует двухканальный режим. Две планки дают стандартную производительность. Три планки хуже, чем две, потому что контроллеру приходится работать одновременно с двухканальным и одноканальным режимами, а ваша система не может знать наверняка, когда какой требуется. Четыре планки выдают чуть большую производительность (всего на 1-2 %), чем две, но не за счет увеличенной емкости, а за счет количества модулей, так как у контроллера в распоряжении появляется больше банков памяти, к которым можно обратиться (аналогично ранговости).

Как правильно установить две планки памяти, если у материнской платы четыре слота?

Если у вас четыре или более слотов под ОЗУ на материнской плате, тогда знайте, что они разделены на пары и обычно окрашены в разные цвета. Например, первая пара черная, а вторая красная. Распространенная ошибка, когда две планки ставят рядом в разные пары. Это приводит к тому, что память будет работать в одноканальном режиме и выдавать вдвое меньшую скорость копирования, чем она могла бы быть. По этой же причине, когда ограничен бюджет, рекомендуют купить две планки по 4 ГБ, а не одну на 8 ГБ. Проверить, какой режим работы используется у вас в данный момент, можно с помощью программы CPU-Z.

Существуют также гибридные материнские платы, которые имеют слоты как DDR3, так и DDR4 (или DDR2 + DDR3 на старых платах) одновременно. Память разных поколений вкупе использовать нельзя, компьютер просто не запустится.

Можно ли ставить память с разной частотой или разными таймингами вместе?

Оперативную память с разной частотой и разными таймингами можно использовать вкупе. В этом случае все модули заработают на параметрах более слабого. Обычно никаких конфликтов это не создает.

Можно ли ставить память c разной емкостью вместе?

Оперативную память разного объема тоже можно ставить вместе. В этом случае часть памяти работает в двухканальном режиме, а часть — в одноканальном. На практике это дает небольшой прирост производительности, но до полноценного двухканального режима немного не дотягивает. В редких случаях материнская плата может не поддерживать такой комбинированный режим работы, и включится одноканальный. Тесты смотрите в начале раздела.

Можно ли ставить память с разной ранговостью вместе?

Совмещать одноранговую и двухранговую памяти парой в двухканальный режим не рекомендуется, так как это может приводить к вылету системы. Опять же, все зависит от вашей материнской платы. А вот поставить две разные пары можно — если первая пара модулей будет двухранговой, а вторая — однораноговой, то все должно быть нормально. Более подробно об этом параметре смотрите в разделе характеристик.

Максимальный объем: сколько можно поставить?

У каждой материнской платы есть свои ограничения: максимальный поддерживаемый объем памяти и допустимая емкость одного модуля. Необходимо смотреть спецификации:

Видим, что материнка имеет 4 слота и поддерживает до 32 ГБ памяти. Простым делением узнаем, что максимальный объем одного модуля равен 8 гигабайтам.

Если попытаться поставить 16-гигабайтный модуль в плату, которая поддерживает только 8-гигабайтный, то компьютер либо не запустится, либо увидит только часть памяти.

---

По причине всяческих мелких нюансов и возможных несовместимостей лучший вариант — покупка четного количества совершенно одинаковых модулей памяти, которые нередко продаются комплектом, и их последующая установка парами, то есть в слоты одинакового цвета. Если вы планируете апгрейд, то попытайтесь найти в продаже идентичный модуль или же просто продайте старый и купите новую пару.

Теоретически можно намешать все подряд — по худшему сценарию забить три слота памятью с разным объемом, частотой и таймингами, и это заработает. Однако вашей материнской плате придется привести все это дело к общему знаменателю, что наверняка даст ощутимую потерю производительности.

Короче говоря, действуете по обстоятельствам. Не нужно добавлять лишние модули без уверенности в их необходимости. Но и держать всего один модуль в системе тоже не эффективно.

Существуют также трех-, четырех- и шестиканальные материнские платы, но они менее распространены, и для них действуют свои ограничения и особенности, о которых можно прочитать в руководстве пользователя.

Тестовая конфигурация

Все тесты этой статьи будут выполнены при разрешении 1920х1080 и включенной 16-кратной анизотропной фильтрации. По умолчанию использоваться будут только две планки памяти, за исключением тестов, рассчитанных на иное количество. Частота процессора зафиксирована на значении 4,2 ГГц, а Command Rate = 2, если не указано другое.

• Блок питания: Corsair RM 850W Gold
• Материнская плата: Asus Maximus VII Hero (BIOS 3201)
• Процессор: Intel Core i7 4790K
• Видеокарта: Zotac GeForce GTX 1070 AMP! Extreme
• Оперативная память: 4 х Kingston HyperX Savage [HX318C9SRK2/8]
• Системный накопитель: SSD Smartbuy Revival (1) 240 GB
• Игровой накопитель: Smartbuy Splash (2019) 256 GB
• Операционная система: Windows 7 SP1 x64
  

Профили памяти

Как посмотреть поддерживаемые профили памяти?

Если памяти нет у вас на руках, то очевидным вариантом будет просто загуглить маркировку интересующей вас модели и перейти на сайт производителя, почитать обзоры и т. д.

Если память уже установлена в вашем ПК, то можно воспользоваться бесплатной утилитой CPU-Z. Это максимально легкая и простая программа, которая показывает четыре основных профиля (но не все поддерживаемые). Просто выбираем номер слота в разделе SPD и смотрим данные. Можно заметить, что частота (Frequency) отображается какая-то низкая. Дело в том, что DDR обозначает Double Data Rate, то есть двойная скорость передачи данных. Чтобы получить актуальную частоту, вам нужно умножить значение на два.

Также существует и платный аналог — AIDA64. Она не только показывает все профили памяти, но еще и позволяет узнать латентность и пропускную способность.

Что такое JEDEC и XMP?

Это названия профилей вашей оперативной памяти.

JEDEC — стандарт, предлагающий единый базовый набор таймингов для определенной частоты, на которой и заработает ваша память после установки в ПК. Помимо основного профиля, который обычно и указан в характеристиках товара, есть еще несколько дополнительных скрытых. Нужны они для того, чтобы память могла работать и на пониженных частотах, если материнская плата не поддерживает высокие.

XMP — это оверклокерский набор параметров, тщательно протестированный с завода конкретно для вашей модели памяти. Профиль не следует каким-либо стандартам и предлагает наилучшие параметры, выбранные производителем. То есть, выбрав данный профиль в настройках биоса, вы получите легкий и безопасный разгон. В отличие от JEDEC, поддерживается не всеми моделями, нужно смотреть спецификации. Чтобы его активировать, ваша материнская плата тоже должна поддерживать XMP профили.

Пример памяти из конфигурации: ее базовый профиль JEDEC это 1600 МГц с таймингами [11-11-11-28], простым переключением на XMP-1866 частота меняется на 1866 МГц с таймингами [9-10-11-27], то есть мы получаем не только повышенную частоту, но и более низкие задержки, что точно хорошо скажется на производительности системы.

Что будет, если в биосе выставить неподдерживаемый профиль? 

В случае, если вы попытаетесь выставить в биосе частоту, для которой нет профиля у вашей памяти, то произойдет один из трех возможных вариантов:

1. Материнская плата выставит тайминги от поддерживаемого профиля, максимально близкого к той частоте, что выставили вы.
2. Материнская плата выставит универсальный оверклокерский набор таймингов, В моем случае это [11-13-13-35], и они подходят для всех частот вплоть до 2400 МГц.
3. Компьютер попросту не запустится и потребуется сброс настроек.

Тесты профилей в приложениях

Для диаграмм я решил использовать 5 профилей: наихудший JEDEC, родной JEDEC, оба поддерживаемых XMP профиля и разогнанный профиль (OC).

«Сэм», «Резидент» и «Метро» восприняли увеличение скорости памяти равнодушно, так как им полностью хватает ресурсов процессора. А вот «Трекмания» активно умеет использовать только одно ядро, которое загружено на 100 %, поэтому память оказывает ощутимое влияние на частоту кадров. 

Характеристики памяти

Частота

Частота — это величина, показывающая, сколько операций может выполнить память за промежуток времени. Считается одной из главных характеристик наравне с таймингами. Чем она выше — тем лучше.

Следующие графики покажут, насколько сильно будет меняться производительность в зависимости от частоты. Тайминги при этом зафиксированы на отметке [11-13-13-35].

Тайминги

Тайминги памяти — это внутренние задержки, выраженные в тактах, то есть время, по прошествии которого происходят операции, чтения, записи, обработки информации, подачи напряжения и тд. Чем они меньше – тем лучше. В характеристиках обычно указывают только 3 или 4 тайминга, которые оказывают наибольше влияние на производительность, например 11-11-11-28 (Они же “CL”-“tRCD”-“tRP”-“tRAS”).

Помимо основных вышеуказанных таймингов, существует еще более 20, доступных для настройки в биосе. Их ручной разгон абсолютно бессмысленнен. Ради интереса, я решил попробовать выжать из них максимум, базируясь на XMP профиле. Большинство из них удалось снизить на 1-3 такта, что в сумме дало выигрыш… в 0,4 наносекунды. Стоило ли оно того? Определенно нет. Никакого влияния на приложения замечено не было.

В виде исключения выступают “tRFC“ (REF Cycle Time) и “tREFI” (Refresh Interval), разгоном лишь этих двух параметров можно выиграть до 4 наносекунд латентности. Причем первый нужно понижать, а второй наоборот – повышать.

Следующие графики покажут, насколько сильно будет меняться производительность при разных наборах основных таймингов. Частота при этом зафиксирована на отметке 1600 МГц.

Отдельно стоит поговорить о таком «мистическом», параметре как Command Rate. Он может принимать два значения: 1, 2. Несмотря на то, что его приписывают к основным таймингам памяти, к ней самой он отношения не имеет. Это лишь скорость контроллера, который управляет вашей памятью, время, необходимое на преобразование команд.

Как он влияет на стабильность системы — четкого ответа нет, все зависит от качества вашей материнской платы. В интернете часто пишут, что уменьшать этот параметр не рекомендуется, так как память теряет разгонный потенциал и становится нестабильной. Но лично в моей практике не попадался ни один ПК, который бы плохо работал от выставления Command Rate на 1. Более того, в случае тестовой конфигурации на разгонный потенциал это не повлияло ни на йоту.

Разница между CR1 и CR2 может составлять от 0 до 5 % производительности в зависимости от ряда факторов. А если говорить о латентности, то разница составляет 0.5-1.5 наносекунды.

Пропускная способность

Пропускная способность — это скорость работы памяти с данными. То есть объем информации, который память может обработать за секунду времени. Например, 30 гигабайт в секунду.

Вопрос: что лучше — 1 планка на 1600 МГц или 2 планки по 800 МГц? Казалось бы, ответ очевиден, в обоих случаях достигается одинаковая пропускная способность (12 ГБ/сек), но у памяти с частотой 800 МГц ниже тайминги, значит она должна победить. Однако внезапно происходит полный разрыв шаблона, так как одноканальная планка на 1600 МГц работает быстрее на 15 %. Почему же так?

А дело в том, что пропускная способность памяти и ее частота — это совершенно разные параметры. Повышение частоты увеличивает пропускную способность и уменьшает латентность, однако повышение лишь пропускной способности не сказывается на других параметрах. Активация двухканального режима удваивает именно пропускную способность, а не производительность. Поэтому прирост скорости в приложениях может составлять от 1 до 30 % в зависимости от вашего процессора и ряда других факторов.

Емкость. Сколько гигабайт памяти нужно?

На 2020 год актуальными будут только два варианта: 2 х 4 ГБ или 2 х 8 ГБ. Почему так?

Операционная система, будь то Windows 7 или Windows 10, потребляет от 1 до 3 ГБ памяти в зависимости от загруженности программами. При необходимости, ОС может освобождать память, скидывая данные в файл подкачки, ужимаясь всего в ~600 мегабайт. А большинство игр потребляют от 1 ГБ до 4 ГБ памяти без учета операционной системы.

Лично мной, помимо тестовых игр для графиков были также протестированы и следующие:

• Killing Floor 2
• Project Cars 2
• GTA 5
• Far Cry 5
• Shadow of the Tomb Raider

Все они без проблем заработали всего с 4 ГБ памяти в системе, несмотря на то, что у некоторых указано минимум 8 ГБ в системных требованиях. Единственное замеченное ухудшение по сравнению с 16 ГБ — более продолжительные загрузки, и в некоторых случаях фризы, когда память забита впритык.

Само собой, сборка с 8 ГБ памяти уже отыграет себя по полной, не заставляя ОС и игру выкручиваться под маленький объем. Тандем из 2 х 4 ГБ памяти и SSD накопителя будет отличным решением для среднебюджетного ПК. Ну, а 2 х 8 ГБ — идеально для мощного топового ПК без компромиссов.

Но почему не 32 ГБ и более? Потому что это не нужно, вот прямо совсем. Серьезно, лично я, какую бы мультизадачную ахинею ни творил на своем компьютере, ни разу не видел, чтобы было загружено более 12 ГБ оперативной памяти. Ну, разве что если ее специально забивать. Конечно, дело ваше, если есть бюджет, то почему бы не порадовать себя циферками в свойствах системы, да и рам диском тоже можно побаловаться.

Что такое латентность?

Латентность — это некая величина в наносекундах, представляющая собой совокупность частоты и таймингов памяти, а также частоты процессора. Чем она меньше — тем лучше. Обычно именно на этот параметр ориентируются при разгоне и оптимизации памяти.

Если не гнаться за максимальной производительностью, то для игр вполне достаточно <=70 наносекунд латентности, чтобы связка процессор-память работала как надо.

Что такое ранговость?

Ранговость памяти (иногда еще называют «упаковка чипов») — это способ набора чипов на ее плате. То есть количество банков, к которым может обратиться контроллер памяти. Теоретически, чем их больше — тем лучше. Если у вашей памяти более 8 чипов, значит она двухранговая, а если меньше или равно — одноранговая.

Двухранговая память быстрее, чем одноранговая, но это преимущество незначительно. Прирост может составить 1-2 % при условии, что приложению не хватает процессора. В большинстве же случаев разница вообще не будет заметна. 

Я считаю, что это не то, о чем стоит париться при выборе памяти (только если вы не хотите докупить второй модуль к первому имеющемуся). Тем более, не все производители пишут эту характеристику, да и наличие кожуха осложняет диагностику. Лучше обратить внимание на тайминги и частоты. Проверить ранговость можно с помощью все той же CPU-Z.

Что такое ECC и буферная память?

Это всего лишь параметры, относящиеся к серверной оперативной памяти. ECC отвечает за коррекцию ошибок, а буферизация памяти уменьшает электрическую нагрузку. Пользователям домашних ПК это не нужно, да и стоит такая память намного дороже. Короче, не забивайте голову.

Разгон

Разгон позволяет взять частоты, которые значительно превышают стандартные значения профилей вашей памяти. На примере DDR3 — переключить с 1333 МГц на 1600 МГц удается почти всегда. Само собой, материнская плата тоже должна поддерживать большую частоту.

Вариант №1. Простой универсальный

Идеальная попытка/способ разгона для новичков. Мы просто повышаем в биосе частоту на одну ступень из списка доступных и смотрим, что из этого получилось. Компьютер запустился? Отлично, повышаем еще. Как только нашли максимальную стабильную частоту, то проверяем латентность через айду, стала ли она лучше, или такой разгон был бессмысленнен, и параметры стоит вернуть на место.

В моем случае память разогналась до частоты 2400 МГц. Универсальный набор таймингов идеально вписался, значения [11-13-13-35] стали для нее наилучшими и дополнительных действий не потребовалось.

Вариант №2. Продвинутая настройка

Автоподбор таймингов платой не всегда может хорошо подойти под ту частоту, которую вы выставили. Задержки могут получиться слишком большими, что в итоге даст меньшую производительность, чем на стандартном профиле. Или же тайминги останутся неизменными, слишком низкими, что попросту не даст взять высокую частоту.

В этом случае разгон проводится вручную, и я объясню его на примере памяти с частотой 1600 МГц и таймингами 11-11-11 (четвертый тайминг я намеренно не указал, так как частота на него практически не влияет, можно использовать базовый).

1. Повышаем тайминги сразу на 5 тактов до 16-16-16.
2. Начинаем искать максимальную частоту: ставим 1866 МГц — компьютер стартует. 2133 МГц — компьютер стартует. 2400 МГц — компьютер стартует. 2600 МГц — компьютер не запускается. Откатываемся обратно на 2400 МГц — это и есть наша наибольшая частота.
3. Оптимизируем тайминги, так как 16-16-16 — вероятно не лучший набор для нашей частоты. Поочередно понижая каждый из них на единичку и перезагружаясь, получаем значения 11-13-13, которые будут наилучшими для частоты 2400 МГц. Вот и весь принцип разгона.

Стоп-стоп, а как же напряжение? Да, при разгоне часто советуют повысить напряжение, якобы это улучшает стабильность и дает больший разгонный потенциал. На практике, память разгоняется и стабильно работает даже без повышения напряжения, либо же материнская плата сделает все за вас в режиме Auto. Если очень хочется попробовать улучшить значения разгона, можете повысить напряжение (на свой страх и риск) до 1,65 В для DDR3 или же до 1,45 В для DDR4.

Главное — по окончании разгона не забудьте проверить память на ошибки, например встроенной в операционную систему утилитой «Средство проверки памяти Windows» или же программой MemTest86. Ведь иногда память может становиться нестабильной после разгона, и проявится это далеко не сразу — например, на следующий день внезапно зависнет система или игра. В таком случае тайминги нужно будет повысить дополнительно еще на 1 такт или же вовсе вернуть настройки по умолчанию.

Что делать, если после разгона памяти компьютер перестал запускаться?

Если компьютер ушел в бесконечный цикл перезагрузки, то можно попробовать обесточить блок питания примерно на 10 секунд, а затем снова включить. Биос выдаст сообщение в духе «Overclocking Failed» и даст вам возможность поменять настройки или сбросить их. Работает не на всех платах.

Второй вариант — нажать специальную кнопку на плате для сброса настроек биоса. Обычно она подписана как «clr_cmos».

Третий способ, который точно сработает — вытащить батарейку материнской платы на несколько минут и вставить обратно. В результате такого действия сбросятся все настройки биоса.

Взаимодействие памяти с комплектующими ПК

Оперативная память — это посредник ваших комплектующих, представляющий из себя следующую схему: Быстрая память → более быстрый процессор → лучшее использование потенциала видеокарты → больший FPS в играх.

Если вашей игре не хватает производительности процессора/памяти, то и видеокарта не сможет грузиться на 100 % (при отключенной вертикальной синхронизации).

Влияние памяти на процессор

Оперативная память тесно связана с вашим процессором. Чем быстрее память, тем лучше отклик процессора и его производительность. Простой разгон памяти может увеличить потенциал процессора до +15 %, что хорошо видно на примере тестов в программе WinRar.

Для полноты картины я решил провести еще один квартет тестов, для которых частота процессора была уменьшена до 2,4 ГГц и количество потоков уменьшено вдвое.

Здесь уже прирост чуть более ощутим в отличие от 1-кадрой разницы при частоте 4,2 ГГц.

Примечание: даже если ваша игра показывает, что процессор загружен всего на 50 %, это не обязательно означает, что ей хватает его производительности. То есть увеличение частоты процессора или памяти все равно может улучшить частоту кадров.

Влияние процессора на память

Что-что? И в обратном направлении тоже? Да, все верно: чем выше частота процессора, тем ниже латентность памяти. При этом количество ядер или потоков значения не имеют.

Следующий график наглядно показывает зависимость латентности от частоты процессора на разогнанном профиле памяти (2400 МГц). Command Rate выставлен на единицу.

Получается, что 43,2 наносекунды — это наилучшая латентность, которую мне удалось получить на тестовой конфигурации.

Влияние на дискретную видеокарту

Оперативная память не оказывает прямого воздействия на видеокарту, ведь у видеокарты есть собственная память, куда игрой складываются все необходимые графические данные.

Чтобы убедиться в этом наверняка, я использовал игровой бенчмарк Aliens vs. Predator Benchmark. Его преимущество состоит в минимальном использовании процессора. Разница между наихудшим одноканальным профилем памяти и наилучшим двухканальным профилем, при средней частоте кадров ≈175 составила… всего 1 фпс, что вообще в пределах погрешности.

Влияние на встроенную видеокарту

А вот для встроенных видеокарт все как раз таки наоборот — они не имеют собственной памяти и просто заимствуют оперативную. То есть, чем быстрее будет ваша память, тем более высокую частоту кадров в играх вы получите.

Для следующего графика будет использоваться встроенная Intel HD Graphics 4600. Для наглядности, базовый профиль JEDEC был протестирован в одноканальном и в двухканальном режимах, в графиках они отмечены как SCJ и DCJ соответственно.

Прочие вопросы

Что такое файл подкачки?

Файл подкачки — это специальный файл на вашем накопителе, в который система может сливать информацию с оперативной памяти, чтобы на ней освободилось место.

Например, если у вас всего 4 ГБ памяти, операционная система в данный момент использует 2 ГБ, и вы хотите запустить игру, которой единолично требуется 3 ГБ памяти, то ОС сохраняет данные ненужных в данный момент процессов в файл подкачки, что освобождает место в оперативной памяти и дает возможность запустить ту самую игру.

Часть вашего накопителя просто становится очень медленной оперативной памятью. И если системе внезапно понадобится считать эти самые данные из файла подкачки, то это приведет к долгим загрузкам, лагам и подвисаниям.

Даже если у вас много оперативной памяти, совсем отключать файл подкачки не рекомендуется, так как многие приложения спроектированы использовать его в любом случае. В общем, для файла подкачки можно выделить 4-8 ГБ свободного места — этого вполне достаточно.

Что лучше — DDR3 или DDR4?

Немного больной вопрос современного гейминга, так как DDR4 проигрывает по показателям таймингов, но имеет больший потенциал на частоты.

В качестве примера возьмем частоту 2133 МГц — это высокое значение для DDR3 и одно из базовых для DDR4. И если стандарт JEDEC предлагает тайминги 13-13-13 для DDR3-2133, то для DDR4-2133 эти значения составляют 15-15-15, что ощутимо хуже. Получается, чтобы DDR4 начала демонстрировать превосходство над DDR3 ей нужно иметь примерно на 30 % более высокую частоту.

Бюджетная DDR4 даже может являться причиной фризов в требовательных играх из-за высоких таймингов и, соответственно, латентности. Но выбора у нас в любом случае нет, так как DDR3 постепенно уходит в небытие, а на горизонте уже маячит DDR5.

Нужен ли памяти радиатор или кулер?

Память греется слабо относительно прочих комплектующих. Ее температура обычно не превышает 65 градусов, то есть она может без проблем обходиться без радиатора и тем более без специального кулера. Однако память с красивой металлической оболочкой выглядит намного лучше, да и от пыли и случайных царапин обеспечивается неплохая защита. Плюс дополнительная страховка от перегрева для оверклокерских решений.

Почему мнения о важности памяти расходятся?

Причиной тому может быть множество факторов, будь то динамическое окружение в играх или кривая сборка операционной системы ютуб блогера. Но в основном это разные конфигурации ПК, на которых проводятся тесты. Например, процессоры AMD, как правило, сильнее зависят от памяти, чем Intel. Да и разница между встроенной и дискретной графикой колоссальна. И если пользователь изначально имеет средний процессор и так себе память, то их оптимизация явно даст больший эффект, чем попытка разогнать и без того хорошую сборку. Поэтому мнения и расходятся: одни говорят, что влияние памяти нулевое, а другие получают до 30 % прироста производительности.

Заключение

Итак, подведем краткий итог того, что мы узнали из этой статьи.

• Ускорение памяти не оказывает влияния на видеокарту, но может немного увеличить потенциал процессора и встроенной графики.
• Важно иметь как минимум две планки памяти в системе для активации двухканального режима.
• Если ваша память поддерживает XMP профили, то не забудьте их включить в биосе.
• Память с разными характеристиками можно смешивать, но все же есть риски потерять часть производительности.
• Двухканальная и двухранговая память — это не одно и то же. Аналогично можно сказать о частоте и пропускной способности.

Что такое память компьютера? Сколько типов компьютерной памяти

Введение:
Одним из основных преимуществ компьютера является его емкость, в которой может храниться огромное количество информации, но как эта информация представляется и хранится? В этой главе мы узнаем о различных устройствах хранения данных и единицах измерения, которые используются для измерения хранимых данных.

В предыдущей главе мы изучили, как различные типы устройств ввода используются для ввода различных типов данных в компьютер.Но когда данные и инструкции вводятся в компьютер, где они хранятся. Фактически, внутри компьютера есть разные области хранения, где данные или информация хранятся постоянно или временно во время работы. Эта область хранения известна как Память компьютер.

Память компьютера делится на две категории:
1. Основная память
2. Вторичная память

Основная память
Это основная память компьютера. ЦП может напрямую читать или писать в эту память.Он закреплен на материнской плате компьютера.

Первичная память делится на два типа:
1. RAM (оперативная память)
2.ROM (постоянная память)

Дополните свои знания
Материнская плата - это электронная плата, закрепленная внутри корпуса ЦП. ЦП и другие внутренние компоненты компьютера прикреплены к ней.

RAM (оперативная память)
RAM - это временная память. Информация, хранящаяся в этой памяти, теряется при отключении питания компьютера.Вот почему его также называют энергозависимой памятью . Он временно хранит данные и инструкции, данные пользователем, а также результаты, полученные компьютером.

ПЗУ (постоянное запоминающее устройство)
Информация, хранящаяся в ПЗУ, носит постоянный характер, т. Е. Содержит данные, даже если система выключена. Он содержит инструкции по запуску компьютера. ПЗУ не может быть перезаписано компьютером. Ее также называют энергонезависимой памятью.

Думай и отвечай
Какая из двух вышеупомянутых ячеек памяти зависит от источника питания?

Вторичная память
Эта память является постоянной по своей природе.Он используется для постоянного хранения различных программ и информации (которые были временно сохранены в ОЗУ). Он хранит информацию, пока мы ее не сотрем.

Различные типы вторичных запоминающих устройств:

Жесткий диск, компакт-диск, DVD, флэш-накопитель, флэш-накопитель и т. Д.

Жесткий диск
Это основное запоминающее устройство компьютера, которое закреплено внутри корпуса ЦП. Емкость его хранилища очень высока - от 200 ГБ до 3 ТБ.Поскольку он закреплен внутри блока ЦП, перенос жесткого диска с одного компьютера на другой непросто.

Жесткий диск содержит несколько металлических дисков, называемых пластинами. Информация записывается на поверхности пластин в виде серии концентрических кругов, которые называются дорожками. С целью адресации информации поверхность считается разделенной на сегменты, называемые секторами. Это разделение помогает в правильной организации данных на пластине и помогает максимально использовать пространство для хранения.

Пополните свои знания
В настоящее время доступен внешний жесткий диск, который не фиксируется внутри компьютера.

Компакт-диск (CD)
Это тонкий пластиковый диск, покрытый металлом. Компьютер может читать и записывать данные, хранящиеся на нем. Это оптическое запоминающее устройство с емкостью до 700 МБ, которое может хранить различные данные, такие как изображения, звуки, фильмы, тексты и т. Д.

CD-ROM
CD-ROM означает компакт-диск, предназначенный только для чтения.Данные или информация записываются во время производства и могут быть только прочитаны. Компакт-диск нельзя использовать для записи свежих данных на компьютер.

CD-R
CD-R - это сокращенная форма записываемого компакт-диска. Данные могут быть записаны на него один раз и могут быть прочитаны в любое время. Данные, записанные один раз, не могут быть удалены.

Думай и отвечай
Назовите дополнительное запоминающее устройство, которое нельзя удалить с компьютера.

CD-RW
CD-RW означает компакт-диск с возможностью перезаписи.CD-RW можно использовать для многократной записи информации, то есть предыдущая информация может быть стерта, а новая информация может быть записана на него с помощью записывающего устройства компакт-диска, установленного внутри блока ЦП. Компакт-диски
медленнее по сравнению с жесткими дисками при чтении или записи информации на них. Это портативные устройства хранения.

DVD
DVD - это цифровой универсальный диск. Это оптическое запоминающее устройство, которое считывает данные быстрее, чем компакт-диск. Однослойный односторонний DVD может хранить до 4 данных.7 ГБ, то есть примерно в 6 раз больше, чем у компакт-диска, а на двухслойном DVD-диске можно хранить данные размером до 17,08 ГБ, то есть примерно в 25 раз больше, чем на компакт-диске. Хотя DVD-диски выглядят так же, как компакт-диски, они могут содержать гораздо больше данных, например, полнометражный фильм.

Добавьте к своим знаниям
Чтобы прочитать данные, хранящиеся на компакт-диске, вам необходимо поместить их на компакт-диск. DVD-привод может считывать данные как с компакт-диска, так и с DVD.

Флэш-накопитель:
Это электронное запоминающее устройство, широко известное как флеш-накопитель, на котором данные могут храниться постоянно и стираться, когда они не нужны.это портативное запоминающее устройство, которое можно легко подключать и снимать с ЦП для хранения в нем данных. Его емкость может варьироваться от 2 ГБ до 256 ГБ.

Дополните свои знания
В компьютере есть несколько точек, в которые мы можем подключать различные устройства. Они известны как порты. Флеш-накопитель вставлен в USB-порт компьютера.

Blu-ray Disc
Это недавно изобретенное оптическое устройство хранения данных, емкость которого может составлять от 25 ГБ до 200 ГБ.он в основном используется для хранения высококачественного звука и видео данных. Это скретч-р

.

Основы компьютерной памяти | HowStuffWorks

Хотя память технически представляет собой любую форму электронного хранения, она чаще всего используется для определения быстрых, временных форм хранения. Если бы центральному процессору вашего компьютера приходилось постоянно обращаться к жесткому диску для получения всех необходимых данных, он работал бы очень медленно. Когда информация хранится в памяти, ЦП может получить к ней доступ намного быстрее. Большинство форм памяти предназначены для временного хранения данных.

Как видно на диаграмме выше, ЦП обращается к памяти в соответствии с определенной иерархией.Будь то постоянное хранилище (жесткий диск) или ввод (клавиатура), большая часть данных сначала поступает в оперативную память (ОЗУ). Затем ЦП сохраняет фрагменты данных, к которым ему потребуется доступ, часто в кэше , и поддерживает определенные специальные инструкции в регистре . О кэше и регистрах поговорим позже.

Все компоненты вашего компьютера, такие как ЦП, жесткий диск и операционная система, работают вместе как одна команда, а память - одна из самых важных частей этой команды.С момента включения компьютера до момента его выключения процессор постоянно использует память. Давайте посмотрим на типичный сценарий:

• Вы включаете компьютер.
• Компьютер загружает данные из постоянной памяти (ROM) и выполняет самотестирование при включении питания (POST), чтобы убедиться, что все основные компоненты работают правильно. В рамках этого теста контроллер памяти проверяет все адреса памяти с помощью быстрой операции чтения / записи , чтобы убедиться в отсутствии ошибок в микросхемах памяти.Чтение / запись означает, что данные записываются в бит, а затем читаются из этого бита.
• Компьютер загружает базовую систему ввода / вывода (BIOS) из ПЗУ. BIOS предоставляет самую основную информацию об устройствах хранения, последовательности загрузки, безопасности, Plug and Play (автоматическое распознавание устройств) и некоторых других элементах.
• Компьютер загружает операционную систему (ОС) с жесткого диска в оперативную память системы. Как правило, критически важные части операционной системы хранятся в ОЗУ, пока компьютер включен.Это позволяет ЦП иметь немедленный доступ к операционной системе, что повышает производительность и функциональность всей системы.
• Когда вы открываете приложение , оно загружается в RAM. Чтобы сэкономить объем оперативной памяти, многие приложения сначала загружают только основные части программы, а затем загружают другие части по мере необходимости.
• После загрузки приложения все файлов , которые открываются для использования в этом приложении, загружаются в ОЗУ.
• Когда вы сохраняете файл и закрываете приложение, файл записывается на указанное запоминающее устройство, а затем он и приложение удаляются из ОЗУ.

В приведенном выше списке каждый раз, когда что-то загружается или открывается, оно помещается в RAM. Это просто означает, что он был помещен во временную область памяти компьютера , чтобы ЦП мог более легко получить доступ к этой информации. ЦП запрашивает необходимые данные из ОЗУ, обрабатывает их и записывает новые данные обратно в ОЗУ в непрерывном цикле . В большинстве компьютеров перетасовка данных между ЦП и ОЗУ происходит миллионы раз в секунду. Когда приложение закрывается, оно и все сопутствующие файлы обычно очищаются (удаляются) из ОЗУ, чтобы освободить место для новых данных.Если измененные файлы не были сохранены на постоянное запоминающее устройство перед очисткой, они будут потеряны.

Один из распространенных вопросов о настольных компьютерах, который возникает постоянно: «Зачем компьютеру так много систем памяти?»

.

Как работает память компьютера?

Реклама

Криса Вудфорда. Последнее изменение: 26 января 2020 г.

Ваша память как у слона ... или она больше похожа на решето? Вы часто слышите, как люди сравнивают себя с одной из этих вещей, но вы почти никогда не слышал, чтобы кто-то сказал, что их память похожа на компьютер. Это отчасти потому, что человеческий мозг и компьютерных воспоминаний сильно отличаются цели и действуют совершенно по-разному.Но это также отражает тот факт, что мы, люди, часто с трудом запоминаем имена, лица, и даже день недели, компьютерные воспоминания - это самое близкое к совершенству памяти. Как именно эти "замечательные" памятники "действительно работают? Давайте посмотрим внимательнее!

Фото: микросхема памяти компьютера, подобная этому, является примером Интегральная схема. Это означает, что это миниатюрная коллекция из тысяч электронных деталей (обычно называемые компонентами), созданный на крошечном кремниевом кристалле размером с ноготь мизинца.Это 1-гигабитный Микросхема флеш-памяти NAND с карты памяти USB.

Что такое память?

Иллюстрация: Компьютеры запоминают вещи совсем не так, как человеческий мозг, хотя это можно запрограммировать компьютер, чтобы запоминать вещи и распознавать закономерности, как мозг с помощью так называемых нейронных сетей. Историческая иллюстрация анатомии мозга около 1543 года, сделанная Яном Стефаном ван Калькаром, который тесно работал с анатомом-первопроходцем Андреасом Везалием.

Основная цель памяти - человеческой или машинной - состоит в том, чтобы вести учет информация за определенный период времени. Одна из действительно заметных особенностей человеческая память такова, что она очень хорошо умеет забывать. Это звучит как серьезный дефект, пока вы не решите, что мы можем только заплатить внимание сразу ко многим вещам. Другими словами, забвение - это, скорее всего, умный тактика, разработанная людьми, которая помогает нам сосредоточиться на вещах, которые актуальны и важны в бесконечном беспорядке наших повседневная жизнь - способ сосредоточиться на том, что действительно важно.Забывая это все равно, что вытаскивать старый хлам из шкафа, чтобы освободить место для нового.

Компьютеры не запоминают и не забывают вещи так, как это делает человеческий мозг. Компьютеры работают в двоичном формате (более подробное описание приведено в рамке. ниже): они либо что-то знают, либо не делайте этого - и как только они научатся, за исключением каких-то катастрофических неудачи, они обычно не забывают. Люди разные. Мы можем распознать вещей («Я где-то раньше видел это лицо») или уверены, что мы что-то знаем ("Я помню, как Немецкое слово для вишни, когда я учился в школе "), не обязательно уметь вспомни их.В отличие от компьютеров, люди могут забыть ... вспомнить ... забыть ... вспомнить ... заставить память казаться более как искусство или магия, чем наука или техника. Когда умные люди мастерские приемы, которые позволяют им запоминать тысячи фрагментов информации, их прославляют как великих волшебников, хотя то, что они достигли, гораздо менее впечатляет, чем что-либо пятидолларовую флешку можно сделать!

Два типа памяти

У человеческого мозга и компьютеров есть одна общая черта: разные типы объем памяти.Человеческая память фактически делится на кратковременную «рабочую». память (о вещах, которые мы недавно видели, слышали или обрабатывали с помощью нашего мозг) и долговременная память (факты, которые мы узнали, события, которые мы опыт, вещи, которые мы знаем, как делать, и так далее, что мы обычно нужно помнить гораздо дольше). Типичный компьютер также имеет два разных типа памяти.

Есть встроенная основная память (иногда называемая внутренней памятью), сделанная вверх кремниевых чипов (интегральных схем).Он может хранить и извлекать данные (компьютеризированная информация) очень быстро, поэтому они используются, чтобы помочь компьютеру обработать то, над чем он сейчас работает. Как правило, внутренняя память энергозависимая , что означает, что она забывает свое содержимое, как только включается питание. выключен. Вот почему в компьютерах есть так называемые вспомогательные устройства . память (или хранилище), которая запоминает вещи даже при отключении питания. В типичном ПК или ноутбуке вспомогательная память обычно обеспечивается жестким диском или флэш-память.Вспомогательный память также называется внешней памятью , потому что в старых, больших компьютеров, как правило, он размещался на совершенно отдельной машине подключен к основному компьютеру с помощью кабеля. Подобным образом современные ПК часто имеют подключаемое дополнительное хранилище в виде USB-накопителя. карты памяти, карты памяти SD (которые подключаются к цифровым камеры), подключать жесткие диски, диски CD / DVD, перезаписывающие устройства и т. д.

Фото: Эти два жестких диска являются примерами вспомогательной памяти компьютера.Слева у нас есть жесткий диск PCMCIA объемом 20 ГБ от iPod. Справа - жесткий диск на 30 ГБ от ноутбука. Жесткий диск емкостью 30 ГБ может вместить примерно в 120 раз больше информации, чем чип флэш-памяти 256 МБ на нашей верхней фотографии. Смотрите больше подобных фотографий в нашем основная статья о жестких дисках.

На практике различие между основной и вспомогательной памятью может немного размыться. Компьютеры имеют ограниченный объем оперативной памяти (обычно где-то от 512 МБ до 4 ГБ на современном компьютере).Чем больше у них есть, тем быстрее они могут обрабатывать информацию и тем быстрее выполнять задачи. Если компьютеру нужно хранить больше места, чем в его основной памяти, он может временно переместить менее важные вещи из основной памяти на свой жесткий диск в так называемой виртуальной памяти , чтобы освободить место. Когда это произойдет, вы услышите щелчок жесткого диска с очень высокой скоростью, поскольку компьютер считывает и записывает данные туда и обратно между своей виртуальной памятью и своей реальной (основной) памятью.Поскольку для доступа к жестким дискам требуется больше времени, чем к микросхемам памяти, использование виртуальной памяти - гораздо более медленный процесс, чем использование основной памяти, и это действительно замедляет работу вашего компьютера. По сути, именно поэтому компьютеры с большим объемом памяти работают быстрее.

Внутренняя память

Фото: Большинство микросхем памяти двухмерные, с транзисторами (электронными переключателями), хранящими информацию, размещенными в плоской сетке. Напротив, в этой трехмерной стековой памяти транзисторы расположены как вертикально, так и горизонтально, поэтому больше информации может быть упаковано в меньшее пространство.Фото любезно предоставлено Исследовательский центр НАСА в Лэнгли (NASA-LaRC).

RAM и ROM

Микросхемы, составляющие внутреннюю память компьютера, бывают двух основных видов. известная как RAM (оперативная память) и ПЗУ (постоянная память) . Чипы RAM запоминают только вещи пока компьютер включен, поэтому они используются для хранения всего компьютер работает в очень короткие сроки. Микросхемы ПЗУ, на С другой стороны, запомните вещи независимо от того, включено питание или нет. Они информация предварительно запрограммирована на заводе и используется для хранения такие вещи, как BIOS компьютера (базовая система ввода / вывода, управляет такими фундаментальными вещами, как экран и клавиатура компьютера).RAM и ROM - не самые полезные имена в мире, как мы вскоре выясним, так что не волнуйтесь, если они звучат сбивающе с толку. Просто помни этот ключевой момент: основная память внутри компьютера состоит из двух типов чипа: временный, изменчивый вид, который запоминает только питание включено (RAM) и постоянное, энергонезависимое, запоминает, включено питание или выключено (ROM).

Рост RAM

Сегодняшние машины имеют намного больше оперативной памяти, чем ранние домашние компьютеры. В этой таблице показаны типичные объемы оперативной памяти для компьютеров Apple, от оригинального Apple I (выпущенного в 1976 году) до смартфона iPhone 11 (выпущенного более четырех десятилетий спустя) с примерно В полмиллиона раз больше оперативной памяти! Это грубые сравнения, основанные на идее, что KB означает около 1000 байт, МБ означает около миллиона байт, а ГБ означает около миллиарда.Фактически, КБ, МБ и ГБ могут быть немного двусмысленными, поскольку в информатике 1 КБ на самом деле равен 1024 байтам. Не беспокойтесь об этом: это действительно не сильно меняет эти сравнения.)

Год	Станок	Типичная RAM	~ × Apple I
1976	Яблоко I	8 КБ	1
1977	Apple] [	24 КБ	3
1980	Apple III	128 КБ	16
1984	Macintosh	256 КБ	32
1986	Mac Plus	1 МБ	125
1992	Mac LC	10 МБ	1250
1996	PowerMac	16 МБ	2000
1998	iMac	32 МБ	4000
2007	iPhone	128 МБ	16000
2010	iPhone 4	512 МБ	64000
2016	iPhone 7	3 ГБ	375000
2020	iPhone 11	4 ГБ	500000

Фото: Apple] [имела базовую память 4 КБ с возможностью расширения до 48 КБ.В то время это казалось огромным объемом, но современный смартфон имеет примерно в 60 000 раз больше оперативной памяти, чем его предшественник с 48 КБ. В 1977 году обновление ОЗУ до 4K для Apple] [стоило колоссальных 100 долларов, что эквивалентно 1 доллару за 41 байт; в 2016 году легко найти 1 ГБ за 10 долларов, поэтому за 1 доллар можно купить более 100 МБ - примерно в 25 миллионов раз больше памяти за ваши деньги!

Произвольный и последовательный доступ

Здесь все может немного запутаться. RAM имеет имя random доступ к , потому что (теоретически) компьютер так же быстро читать или записывать информацию из любой части микросхемы памяти RAM, как из любого Другие.(Между прочим, это относится и к большинству микросхем ПЗУ, которые можно сказать, это примеры энергонезависимых микросхем RAM!) Жесткие диски также, в широком смысле, устройства с произвольным доступом, потому что это требует примерно за одно и то же время считывать информацию из любой точки диска.

Однако не все виды компьютерной памяти имеют произвольный доступ. Раньше это было обычным делом для компьютеров для хранения информации на отдельных машинах, известных как ленточные накопители, используя длинные катушки с магнитной лентой (например, гигантские версии музыки кассеты в старых кассетных плеерах Sony Walkman).Если компьютер хотел получить доступ к информации, ему пришлось перемотать назад или продвигайтесь по ленте, пока не достигнете точки, на которой хотел - точно так же, как вам нужно было перемотать ленту вперед и назад для возрастов, чтобы найти трек, который вы хотите сыграть. Если бы лента была прямо на начало, но информация, которую требовал компьютер, была в самом конце, была большая задержка в ожидании катушки ленты вправо точка. Если лента оказалась в нужном месте, компьютер мог получить доступ к нужной информации практически мгновенно.Ленты являются примером последовательного доступа : информация хранится последовательно, и сколько времени требуется для чтения или записи часть информации зависит от того, где находится лента к головке чтения-записи (магнит, который считывает и записывает информацию с ленты) в любой момент.

Рисунок: 1) Произвольный доступ: жесткий диск может читать или записывать любую информацию за более или менее одинаковый промежуток времени, просто путем сканирования головки чтения-записи вперед и назад по вращающемуся диску.2) Последовательный доступ: ленточный накопитель должен перематывать ленту назад или вперед, пока она не окажется в нужном положении, прежде чем он сможет читать или записывать информацию.

DRAM и SRAM

ОЗУ

бывает двух основных разновидностей: DRAM (динамическое ОЗУ), и SRAM (статическая RAM) . DRAM является менее дорогим из двух и имеет более высокую плотность (упаковывает больше данных в меньшее пространство), чем SRAM, поэтому он используется для большую часть внутренней памяти ПК, игровых консолей и т. д.SRAM быстрее и потребляет меньше энергии, чем DRAM, и, учитывая его большую стоимость и меньшая плотность, с большей вероятностью будет использоваться в меньших, временные «рабочие воспоминания» (кеши), которые являются частью внутренняя или внешняя память компьютера. Он также широко используется в портативных гаджетах, таких как как мобильные телефоны, где минимизация энергопотребления (и максимизация время автономной работы) чрезвычайно важно.

Различия между DRAM и SRAM связаны с тем, как они построены из основных электронных компонентов.Оба типа ОЗУ энергозависимы, но DRAM также динамический (для этого требуется питание через него время от времени, чтобы сохранить свежую память), где SRAM статический (точно так же не требует "обновления"). DRAM - это более плотный (хранит больше информации на меньшем пространстве), потому что использует всего один конденсатор и один транзистор для хранения каждого бита (двоичный разряда) информации, где для SRAM требуется несколько транзисторов для каждого немного.

ROM

Как и RAM, ROM также бывает разных видов - и, чтобы запутать, не все из них строго только для чтения.Флэш-память, которую вы найдете на картах памяти USB и карты памяти цифровых фотоаппаратов на самом деле представляют собой своего рода ПЗУ, в котором информация почти бесконечно, даже когда питание отключено (как в обычном ПЗУ), но все еще можно относительно легко перепрограммировать, когда это необходимо (подробнее вроде обычная оперативка). Технически говоря, флеш-память представляет собой тип EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ), что означает, что информация может быть сохранена или стерта относительно легко, просто пропуская электрический ток через память.Хммм, вы можете подумать, не вся ли память работает таким образом ... пропуская через нее электричество? Да! Но название действительно является исторической ссылкой на тот факт, что стираемые а перепрограммируемое ПЗУ раньше работало иначе. Еще в 1970-х годах наиболее распространенная форма Стираемое и перезаписываемое ПЗУ было EPROM (стираемое программируемое ПЗУ). Микросхемы EPROM приходилось стирать относительно трудоемким и неудобным методом их предварительного удаления из схемы. а затем облучали их мощным ультрафиолетовым светом.Представьте, что вам приходилось проходить через этот долгий процесс каждый раз, когда вы хотели сохранить новый набор фотографий. на карту памяти цифровой камеры.

Гаджеты, такие как мобильные телефоны, модемы и беспроводные маршрутизаторы, часто хранить свое программное обеспечение не в ПЗУ (как и следовало ожидать), а в флэш-память. Это означает, что вы можете легко обновить их с помощью новой прошивки (относительно постоянное программное обеспечение, хранящееся в ПЗУ) при каждом обновлении происходит в результате процесса, называемого «мигание». Как вы могли заметили, копировали ли вы когда-либо большие объемы информации на флэш памяти или обновили прошивку маршрутизатора, флэш-память и перепрограммируемое ПЗУ работает медленнее, чем обычная оперативная память и запись занимает больше времени, чем чтение.

Вспомогательная память

Фото: это операторский терминал мэйнфрейма IBM System / 370 1981 года выпуска. На заднем плане вы можете увидеть группу из пяти ленточных накопителей, а за ними - шкафы, заполненные накопленными лентами. Если компьютеру нужно было прочитать действительно старые данные (скажем, прошлогоднюю ведомость заработной платы или резервную копию данных, сделанную несколько дней назад), Человек-оператор должен был найти нужную ленту в шкафу, а затем «смонтировать» (загрузить в привод), прежде чем машина сможет ее прочитать! Мы до сих пор говорим о «монтировании» дисков и приводов, даже когда все, что мы имеем в виду, - это заставить компьютер распознавать некоторую часть своей памяти, которая в данный момент не активна.Фото любезно предоставлено Исследовательским центром Гленна НАСА (NASA-GRC).

Самыми популярными видами вспомогательной памяти, используемыми в современных ПК, являются жесткие диски, CD / DVD ROM и твердотельные накопители (SSD) , которые похожи только на жесткие диски они хранят информацию на больших объемах флеш-памяти вместо вращающихся магнитных дисков.

Но за долгую и увлекательную историю вычислительной техники люди использовали все виды других запоминающих устройств, большинство из которых сохраняли информацию путем намагничивания вещей. Флоппи-дисководы (популярны примерно с конца 1970-х до середины 1990-х годов) информация о дискетах. Это были маленькие, тонкие круги из пластика, покрытые магнитным материалом, вращающиеся внутри прочных пластиковых корпусов, размер которых постепенно уменьшался с 8 до 5,25 дюйма до окончательного популярного размера около 3,5 дюймов. Zip-накопители были похожи, но хранили гораздо больше информации в сильно сжатой образуют внутри массивные патроны. В 1970-х и 1980-х годах микрокомпьютеры (предшественники современных ПК) часто хранят информацию, используя кассеты , точно такие же, как те, которые люди использовали тогда для играет музыку.Вы можете быть удивлены, узнав, что в крупных компьютерных отделах до сих пор широко используются ленты для поддержки данных сегодня, во многом потому, что этот метод настолько прост и недорог. Неважно, что ленты работают медленно и последовательно, когда вы используете их для резервного копирования, потому что обычно вы хотите копировать и восстанавливать данные очень систематическим образом - и время не обязательно так важно.

Фото: Память в том виде, в котором она была в 1954 году. Этот модуль памяти с магнитным сердечником размером с шкаф (слева), ростом со взрослого человека, он состоял из отдельных цепей (в центре), содержащих крошечные кольца из магнитного материала (феррита), известные как сердечники (справа), которые можно было намагничивать или размагничивать для хранения или стирания информации.Поскольку любое ядро ​​могло быть прочитано или записано так же легко, как и любое другое, это была форма оперативной памяти. Фотографии любезно предоставлены Исследовательским центром NASA Glenn Research Center (NASA-GRC).

Если заглянуть еще дальше во времени, компьютеры 1950-х и 1960-х годов записывали информацию о магнитопроводы (маленькие кольца из ферромагнитных и керамический материал), в то время как еще более ранние машины хранили информацию, используя реле (переключатели, подобные тем, которые используются в телефонных цепях) и вакуумные трубки (немного похожие на миниатюрные версии электронно-лучевых трубок используется в телевизорах старого образца).

Как память хранит информацию в двоичном формате

Фотографии, видео, текстовые файлы или звук, компьютеры хранят и обрабатывают все виды информации. в виде цифр или цифр. Вот почему их иногда называют цифровыми компьютерами. Людям нравится работать с числами в десятичной системе счисления (с основанием 10) (с десятью разными цифрами от 0 до 9). Компьютеры, с другой стороны, работают по совершенно другой системе счисления. называется двоичным на основе всего двух чисел, нуля (0) и единицы (1).В десятичной системе столбцы чисел соответствуют единицам, десяткам, сотням, тысячам и т. Д., Если вы шаг влево - но в двоичной системе те же столбцы представляют степени двойки (два, четыре, восемь, шестнадцать, тридцать два, шестьдесят четыре и так далее). Итак десятичное число 55 становится 110111 в двоичном формате, что составляет 32 + 16 + 4 + 2 + 1. Вам нужно намного больше b Исходный код его (также называемый битами ) для хранения числа. С помощью восьми битов (также называемых байтом ) вы можете сохранить любое десятичное число от 0 до 255 (00000000–11111111 в двоичном формате).

Одна из причин, по которой людям нравятся десятичные числа, заключается в том, что у нас есть 10 пальцы. У компьютеров нет 10 пальцев. Вместо этого у них есть тысячи, миллионы или даже миллиарды электронных переключателей, называемых транзисторы. Транзисторы сохраняют двоичные числа при электрических токах. проходя через них, включайте и выключайте их. При включении транзистора сохраняется единица; выключить это хранит ноль. Компьютер может сохранять десятичные числа в своей памяти, выключив целый ряд транзисторов в двоичной схеме, как будто кто-то держит поднял серию флагов.Число 55 похоже на поднятие пяти флагов и удерживая один из них в следующем порядке:

Произведение: 55 в десятичной форме равно (1 × 32) + (1 × 16) + (0 × 8) + (1 × 4) + (1 × 2) + (1 × 1) = 110111 в двоичном формате. В компьютере нет флагов, но он может хранить номер 55 с шестью транзисторами, включенными или выключенными по той же схеме.

Так что хранить числа легко. Но как ты можешь добавить, вычитать, умножать и делить, используя только электрический ток? Вы должны использовать умные схемы, называемые логическими вентилями, которые вы можете прочитать все об этом в нашей статье о логических воротах.

Краткая история памяти компьютера

Изображение: оригинальный жесткий диск IBM из патента 1954/1964. Вы можете увидеть несколько вращающихся дисков, выделенных красным, в большом блоке памяти справа. Иллюстрация из патента США 3 134 097: машина для хранения данных Луи Д. Стивенса и др., IBM, любезно предоставлено Управлением по патентам и товарным знакам США.

Вот лишь несколько избранных вех в развитии компьютерной памяти; для более полной картины, пожалуйста, ознакомьтесь с нашей подробной статьей об истории компьютеров.

• 1804: Джозеф Мари Жаккард использует карты с дырочками для управления ткацкими станками. Перфокарты, как их называют, выжили как важная форма компьютерной памяти до начала 1970-х годов.
• 1835: Джозеф Генри изобретает реле, электромагнитный переключатель, который использовался в качестве памяти во многих ранних компьютерах до того, как в середине 20 века были разработаны транзисторы.
• XIX век: Чарльз Бэббидж зарисовывает планы сложных шестеренчатых компьютеров со встроенной механической памятью.
• 1947: Трое американских физиков, Джон Бардин, Уолтер Браттейн и Уильям Шокли, разрабатывают транзистор - крошечное переключающее устройство, которое составляет основу большинства современных компьютерных запоминающих устройств.
• 1949: Ан Ван подает патент на память на магнитных сердечниках.
• 1950-е: Рейнольд Б. Джонсон из IBM изобретает жесткий диск, анонсировано 4 сентября 1956 года.
• 1967: Уоррен Далзил из IBM разрабатывает дисковод для гибких дисков.
• 1960-е: Джеймс Т. Рассел изобретает оптический CD-ROM, работая в Battelle Memorial Institute.
• 1968: Роберт Деннард из IBM получает патент на память DRAM.
• 1981: Инженеры Toshiba Фудзио Масуока и Хисакадзу Иидзука подали патент на флэш-память.

Узнать больше

На этом сайте

Вам могут понравиться эти другие статьи на нашем сайте на похожие темы:

Книги

Общие сведения

Увеличение объема памяти ПК

• PC Mods for the Evil Genius от Джима Аспинуолла.McGraw-Hill Professional, 2006. Простое введение в превращение базового ПК в нечто более интересное.
• Создайте свой собственный компьютер, Гэри Маршалл. Haynes, 2012. Простое иллюстрированное руководство по созданию ПК, написанное в знакомом стиле Haynes.
• PCs All-in-One For Dummies от Марка Л. Чемберса. John Wiley & Sons, июнь 2010 г. Введение в стиле для чайников, охватывающее все аспекты ПК, от использования Windows и установки простых приложений, таких как Excel, до полномасштабного обновления памяти.

Статьи

Патенты

Это более подробное техническое описание того, как работает память:

• Патент США 2,708,722: Устройство управления передачей импульсов от Ан Ванга. 17 мая 1955 года. Оригинальный магнитопровод памяти.
• Патент США 3134097: машина для хранения данных Луи Д. Стивенса, Уильяма А. Годдарда и Джона Дж. Лайнотта. 19 мая 1964 года. Патент на оригинальный жесткий диск IBM, первоначально поданный десятью годами ранее (24 декабря 1954 года).
• Патент США 3,503,060: Устройство хранения на магнитных дисках с прямым доступом, Уильям А.Годдард и Джон Дж. Лайнотт, IBM. 24 марта 1970 г. Один из более поздних патентов IBM на жесткие диски («DASD»), включающий в себя довольно многое из более раннего патента США 3 134 097. Этот очень подробный - вы можете почти построить жесткий диск, внимательно следя за ним!
• Патент США 3 387 286: память на полевых транзисторах, автор Роберт Деннард, IBM. 4 июня 1968 г. Ключевыми компонентами памяти DRAM являются ячейки памяти для хранения отдельных битов информации, каждая из которых состоит из одного полевого транзистора и одного конденсатора, как объясняется здесь в исходном патенте.

Пожалуйста, НЕ копируйте наши статьи в блоги и другие сайты

статей с этого сайта зарегистрированы в Бюро регистрации авторских прав США. Копирование или иное использование зарегистрированных работ без разрешения, удаление этого или других уведомлений об авторских правах и / или нарушение смежных прав может привести к серьезным гражданским или уголовным санкциям.

Авторские права на текст © Chris Woodford 2010, 2020. Все права защищены. Полное уведомление об авторских правах и условиях использования.

Следуйте за нами

Поделиться страницей

Нажмите CTRL + D, чтобы добавить эту страницу в закладки на будущее, или расскажите об этом друзьям с помощью:

Цитировать эту страницу

Вудфорд, Крис.(2010/2020) Компьютерная память. Получено с https://www.explainthatstuff.com/how-computer-memory-works.html. [Доступ (укажите дату здесь)]

Больше на нашем сайте ...

.

Компьютерная память - Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Компьютерная память - это область временного хранения. Он содержит данные и инструкции, необходимые центральному процессору (ЦП). Перед запуском программы она загружается из хранилища в память. Это позволяет процессору прямой доступ к компьютерной программе. Память нужна всем компьютерам.

Компьютер - это обычно двоичное цифровое электронное устройство. Двоичный означает, что он имеет только два состояния.Вкл или Выкл. Ноль или один. В двоичном цифровом компьютере транзисторы используются для включения и выключения электричества. Память компьютера состоит из множества транзисторов.

Каждая настройка включения / выключения в памяти компьютера называется двоичной цифрой или битом. Группа из восьми бит называется байтом. Байт состоит из двух полубайтов по четыре бита в каждом. Ученые-компьютерщики составили слова бит и байт . Слово бит является сокращением от двоичной цифры . Он берет bi из двоичного кода и добавляет t из числа.Набор бит назывался укусом. Во избежание путаницы компьютерные ученые изменили написание на байт . Когда компьютерным ученым понадобилось слово для полубайта, они подумали, что полубайт , как и полубайт , было бы забавным словом. ^[1]

Байт памяти используется для хранения кода для представления символа, такого как число, буква или символ. В восьми битах можно хранить 256 различных кодов. Этого было достаточно, и байт стал фиксированным на восьми битах.Это позволяет использовать десять десятичных цифр, 26 букв в нижнем регистре, 26 букв в верхнем регистре и множество символов. Ранние компьютеры использовали шесть бит на байт. Это дало им 64 различных кода. На этих компьютерах не было строчных букв. ^[2]

Ученые-компьютерщики должны были договориться о том, какой код будет представлять каждый символ. Большинство современных компьютеров используют ASCII, американский стандартный код для обмена информацией . В ASCII каждый код состоит из восьми битов - любая комбинация нулей и единиц - и составляет один символ.Буква А обозначается кодом 01000001.

Чтобы учесть все символы во всех языках мира, современным компьютерам требуется более 256 различных символов. Другая кодовая система, называемая Unicode, позволяет использовать 1112 064 различных символа, используя от одного до четырех байтов для каждого символа.

ЦП компьютера может обращаться к каждому отдельному байту. Он использует адрес для каждого байта. Адреса памяти компьютера начинаются с нуля и увеличиваются до максимального числа, которое компьютер может использовать.У старых компьютеров был ограниченный объем памяти, который они могли адресовать. 32-разрядные компьютеры могут адресовать до 4 ГБ памяти. Современные компьютеры используют 64 бита и могут адресовать до 18 446 744 073 709 551 616 байт = 16 эксабайт памяти.

Числа, которые используются компьютерами, могут быть очень большими. Чтобы упростить задачу, можно использовать единицы измерения K (килобайт) или Ki (кибибайт). В компьютерной памяти числа являются степенью двойки. Один кибибайт равен двум в степени 10, то есть 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 x 2 и записывается как 2 ¹⁰ = 1024 байта.Например, 64 Кибибайта, записанные как 64 КБ или 64 КБ памяти, равны 65 536 байтам (1024 × 64 = 65 536). Для большего объема памяти используются блоки мегабайт (МБ) или мегабайт (МБ) и гигабайт (ГБ) или гибибайт (ГБ). Один мегабайт компьютерной памяти означает 2 ²⁰ байтов или 1024 КБ, что составляет 1 048 576 байтов. Один гибибайт означает 2 ³⁰ байт или 1024 МБ.

Числа кратны двум. Вот почему килобайт памяти составляет 1024 байта, а не 1000, как в случае с килограммом.Чтобы избежать этой путаницы, Международная электротехническая комиссия (МЭК) использует имена кибибайт, мебибайт и гибибайт для двоичных степеней. Они используют килобайт, мегабайт и гигабайт для обозначения степени 10. Объединенный совет по разработке электронных устройств (JEDEC) сохранил старые названия. Что еще хуже, размеры компьютерной памяти, такой как жесткие диски (HDD), измеряются степенями десяти. Таким образом, диск на 500 ГБ равен 500 x 1000 x 1000 x 1000 байт. Это намного меньше 500 ГБ памяти, что составляет 500 x 1024 x 1024 x 1024.Большинство специалистов по информатике до сих пор используют старые названия и должны помнить, что единицы измерения различаются, когда речь идет о памяти и устройствах хранения.

Есть несколько программ и инструкций, которые всегда будут нужны компьютеру. Постоянная память (ПЗУ) - это постоянная память, которая используется для хранения этих важных управляющих программ и системного программного обеспечения для выполнения таких функций, как загрузка или запуск программ. ПЗУ энергонезависимо. Это означает, что содержимое не теряется при отключении питания.Его содержимое записывается при сборке компьютера, но в современных компьютерах пользователь может изменять содержимое с помощью специального программного обеспечения.

Оперативная память (RAM) используется в качестве рабочей памяти компьютерной системы. Он временно хранит входные данные, промежуточные результаты, программы и другую информацию. Его можно читать и / или писать. Обычно он непостоянен, что означает, что все данные будут потеряны при отключении питания. В большинстве случаев он снова загружается с жесткого диска, который используется в качестве хранилища данных.

Энергонезависимая память - это память компьютера, в которой хранится сохраненная информация при отключении питания.
Примеры энергонезависимой памяти:

Иногда может относиться к компьютерной памяти. Они всегда энергонезависимы.
Примеры включают:

1. ↑ «Определение полубайта». techtarget.com . TechTarget. Проверено 5 декабря 2019 года. полубайт несет метафору «съедобных данных», установленную с битом и байтом
2. ↑ «Диапазон 1900 ICT / ICL» (PDF).ourcomputerheritage.org. 16 декабря 2003 г. Дата обращения 5 декабря 2019 г.

.

Компьютерная память с ее типами

Компьютерная память

Область, в которой инструкции программы и данные сохраняются для обработки, называется памятью, как человеческий мозг, компьютер. также требует некоторого места для хранения данных и инструкций по их обработке.

CPU не имеет возможности постоянно хранить программы или большой набор данных. Он содержит только базовую инструкцию необходимо для работы с компьютером. Поэтому требуется память.

Типы компьютерной памяти

Воспоминания в основном бывают двух типов, как указано здесь:

1. Внутренняя память
   • Оперативная память (RAM)
     • Статическая RAM (SRAM)
     • Динамическое ОЗУ (DRAM)
   • Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)
     • Маскированная постоянная память для чтения (MROM)
     • Программируемая постоянная память (PROM)
     • Стираемое и программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM)
     • Электрически стираемая и программируемая постоянная память (EEPROM)
   • Память с последовательным доступом
   • Кэш-память
   • Виртуальная память
2. Внешняя память
   • Внешние жесткие диски
   • Твердотельный накопитель (SSD)
   • USB-накопитель и т. Д.

Оперативная память (RAM)

RAM представляет собой внутреннюю память CPU для хранения данных, программы и результатов программы. Это память для чтения / записи. Это называется оперативной памятью (RAM).

Поскольку время доступа в ОЗУ не зависит от адреса слова, то есть каждое место хранения внутри памяти так же легко добраться, как и другое место, и занимает столько же времени. Мы можем проникнуть в память наугад и чрезвычайно быстро, но также может быть довольно дорогим.

RAM является энергозависимым, то есть данные, хранящиеся в ней, теряются, когда мы выключаем или выключаем компьютер, или если есть питание Неудача. Следовательно, с компьютерами часто используется резервная система бесперебойного питания (ИБП).

ОЗУ

невелико, как с точки зрения физического размера, так и с точки зрения объема данных, которые можно хранить.

Типы RAM

RAM бывает двух типов:

1. Статическая RAM (SRAM)
2. Динамическая память (DRAM)

Статическая RAM (SRAM)

Слово static указывает, что память сохраняет свое содержимое, пока остается поданным питание.

Однако данные теряются при отключении питания из-за нестабильности.

В микросхемах статического ОЗУ

используется матрица из 6 транзисторов без конденсаторов.

Транзисторы

не требуют питания для предотвращения утечки, поэтому статическая RAM не нуждается в регулярном обновлении. Из-за дополнительное пространство в матрице, статическая ОЗУ использует больше микросхем, чем динамическая ОЗУ для того же объема памяти, что делает затраты на производство выше.

Используется статическая ОЗУ

, поскольку кэш-память должна быть очень быстрой и небольшой.

Динамический ОЗУ (DRAM)

Динамическое ОЗУ, в отличие от статического ОЗУ, необходимо постоянно заменять, чтобы в нем сохранялись данные. Это делается путем размещения память на схеме обновления, которая перезаписывает данные несколько сотен раз в секунду.

Dynamic RAM используется для большинства системной памяти, потому что она дешевая и маленькая.

Все динамические блоки памяти состоят из ячеек памяти. Эти ячейки состоят из одного конденсатора и одного транзистора.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

ROOM означает постоянную память.Память, из которой мы можем только читать, но не можем писать.

Этот тип памяти является энергонезависимым. Информация постоянно сохраняется в такой памяти во время производства.

ПЗУ, хранит инструкции, необходимые для запуска компьютера при первом включении электричества, эта операция называется бутстрапом.

Чип

ROM используется не только в компьютере, но и в других электронных устройствах, таких как стиральная машина и микроволновая печь.

Типы ПЗУ

Вкратце приведем следующий список ПЗУ, имеющихся в компьютере:

1. Маскированная постоянная память (MROM)
2. Программируемая постоянная память (PROM)
3. Стираемое и программируемое постоянное запоминающее устройство (EPROM)
4. Электрически стираемая и программируемая постоянная память (EEPROM)

Маскированная постоянная память для чтения (MROM)

Самые первые ПЗУ были аппаратными устройствами, которые содержали заранее запрограммированный набор данных или инструкций.Такого рода ПЗУ известны как ПЗУ с маской. Это недорогое ПЗУ.

Программируемая постоянная память (PROM)

PROM - это постоянная память, которая может быть изменена пользователем только один раз. Пользователь покупает пустой PROM и вводит желаемое содержимое. с помощью программатора PROM.

Внутри PROM есть небольшие предохранители, которые сгорают во время программирования. Его можно запрограммировать только один раз, и это не так. стираемый.

Стираемое и программируемое постоянное запоминающее устройство (СППЗУ)

EPROM можно стереть, подвергнув ее воздействию ультрафиолетового света в течение до 40 минут.

Обычно эту функцию выполняет ластик СППЗУ. во время программирования электрический заряд задерживается в изолированной области затвора.

Заряд сохраняется более 10 лет, поскольку в заряде нет пути утечки. Для стирания этого заряда ультрафиолетовый свет пропускается через окошко (крышку) из кварцевого кристалла. Воздействие ультрафиолетового света рассеивает заряд. При нормальном использовании кварц крышка заклеена наклейкой.

электрически стираемая и программируемая постоянная память (EEPROM)

EEPROM программируется и стирается электрически.Его можно стереть и перепрограммировать около десяти тысяч раз.

Как стирание, так и программирование занимают от 4 до 10 миллисекунд. В EEPROM любую ячейку можно выборочно стереть и запрограммировать.

EEPROM можно стереть по одному байту за раз, вместо того, чтобы стирать весь чип. Следовательно, процесс перепрограммирования гибок, но медленный.

Память с последовательным доступом

Последовательный доступ означает, что система должна искать устройство хранения с начала адреса памяти, пока не найдет требуемый фрагмент данных.

Устройство памяти, которое поддерживает такой доступ, называется памятью с последовательным доступом или памятью с последовательным доступом.

Магнитная лента на примере памяти последовательного доступа.

Кэш-память

Кэш-память - это высокоскоростная полупроводниковая память, которая может увеличить скорость процессора. Он действует как буфер между процессором и основным объем памяти.

Он используется для хранения тех частей данных и программ, которые наиболее часто используются ЦП. Части данных и программы передаются с диска в кэш-память операционной системой, откуда ЦП может получить к ним доступ.

Кэш-память, находится между ЦП и основной памятью.

Это также называется памятью ЦП, доступ к которой микропроцессор компьютера может получить быстрее, чем к обычной оперативной памяти.

Эта память обычно интегрируется непосредственно с микросхемой ЦП или размещается на отдельной микросхеме с отдельной шиной. соединяются с ЦП.

Кэш-память экономит время и повышает эффективность, поскольку в ней хранятся самые последние обработанные данные, что занимает получение проще.

Функции кэш-памяти

Основное назначение кэш-памяти - хранить программные инструкции, на которые программное обеспечение часто ссылается во время операция. Быстрый доступ к этим инструкциям увеличивает общую скорость работы программного обеспечения.

Основная функция кэш-памяти - ускорение рабочего механизма компьютера.

Преимущества кэш-памяти

Кэш-память быстрее основной памяти.

Потребляет меньше времени доступа по сравнению с основной памятью.

В нем хранится программа, которую можно выполнить за короткий промежуток времени.

Хранит данные для временного использования.

Недостатки кэш-памяти

Объем кэш-памяти ограничен.

Кэш-память очень дорога.

Виртуальная память

Это метод, который позволяет выполнять процессы, которые не полностью доступны в памяти. Основное видимое Преимущество этой схемы в том, что программы могут быть больше, чем физическая память.

Виртуальная память - это отделение логической памяти пользователя от физической памяти. Такое разделение позволяет создавать очень большие виртуальные память должна быть предоставлена ​​программистам, когда доступна только меньшая физическая память.

Ниже приведены ситуации, когда не требуется полностью загружать всю программу в основную память.

Записанные пользователем подпрограммы обработки ошибок используются только в случае возникновения ошибки в данных или вычислениях.

Некоторые опции и функции программы могут использоваться редко.

Многим таблицам назначается фиксированный объем адресного пространства, даже если фактически используется лишь небольшой объем таблицы.

Возможность выполнения программы, которая только частично находится в памяти, противоречит многим преимуществам.

Меньшее количество входов / выходов (I / O) необходимо для загрузки или замены каждой пользовательской программы в память.

Программа больше не будет ограничена доступным объемом физической памяти.

Каждая пользовательская программа может занимать меньше физической памяти, больше программ может выполняться одновременно с соответствующим увеличением в загрузке ЦП и сквозном выводе.

Внешняя память (дополнительная память)

Вторичная память намного больше по размеру, чем основная память, но работает медленнее. Обычно в нем хранятся системные программы, инструкции и Дата файлы. Она также известна как вспомогательная память. Его также можно использовать как переполнение / виртуальную память в случае, если основная память емкость превышена.

Процессор не может напрямую получить доступ к вторичной памяти. Сначала данные / информация вспомогательного память передается в основную память, а затем к этой информации может получить доступ ЦП.

Характеристики вспомогательной памяти

Вот характеристики вспомогательной памяти:

• Энергонезависимая память - Данные не теряются при отключении питания.
• Многоразовый - Данные находятся во вторичном хранилище на постоянной основе до тех пор, пока они не будут перезаписаны или удалены пользователем.
• Надежность - Данные во вторичном хранилище безопасны благодаря высокой физической стабильности вторичного устройства хранения.
• Удобство - С помощью компьютерного программного обеспечения уполномоченные люди могут быстро найти данные и получить к ним доступ.
• Емкость - Вторичное хранилище может хранить большие объемы данных в наборах из нескольких дисков.
• Стоимость - Хранить данные на ленте или диске намного дешевле, чем в первичной памяти.

Мы также можем сказать, что вторичная память - это другой тип памяти, который необходим для постоянного хранения данных в течение длительного времени.

Типы вторичных запоминающих устройств

Существуют различные типы вторичных запоминающих устройств для хранения данных для будущего использования. Эти устройства позволяют читать или писать где угодно в памяти.

Обычно используемые вторичные запоминающие устройства:

• магнитная лента
• магнитный диск
• и оптический диск и т. Д.

Магнитная лента

Это похоже на аудиокассету, содержащую пластиковую полосу, покрытую магнитным материалом.Данные закодированы на магнитный материал в виде электрического тока. Состояние проводимости (ВКЛ) представляет ОДИН (1) и состояние непроводимости (ВЫКЛ) представляют НУЛЬ (0).

Тип кодирования данных называется хранилищем двоичных данных. Магнитная лента с большой емкостью и недорогая, она может хранить данные от 60 МБ до 24 ГБ.

Магнитный диск

Это носители с прямым доступом, где доступ к данным происходит намного быстрее, потому что нет необходимости проходить вызов предыдущие данные для достижения определенных данных.

В запоминающих устройствах этого типа присутствует круглая дискета (круглый диск) из пластика, покрытая магнитными чернилами на какая кодировка данных выполняется.

Магнитный диск обычно бывает трех типов, а именно:

• дискета
• жесткий диск
• Винчестер диск

Оптический диск

Данные могут считываться с оптического диска и записываться на него с помощью лазерного луча. Эти диски способны хранить большое количество данные в ГБ.Они доступны в виде стираемых оптических дисков CD-ROM, WORM (однократная запись только для чтения).

В CD-ROM данные могут храниться один раз и только для чтения. Они называются компакт-дисками с постоянной памятью. Они могут хранить данные от 600 МБ до 1 ГБ. Для чтения данных с CD-ROM используется специальное устройство, называемое проигрывателем компакт-дисков.

Внешний жесткий диск

Все те приводы или устройства, которые используются для хранения информации вне компьютера. Это устройство может быть подключено или не подключено к компьютер.Например, к ноутбуку подключен жесткий диск емкостью 500 ГБ, 1 ТБ или 2 ТБ и т. Д. Для постоянного хранения любой информации внутри. этот драйв. В настоящее время многие люди также используют внешний жесткий диск или жесткий диск для хранения любой важной или дополнительной информации на нем. водить машину.

Твердотельный накопитель (SSD)

Твердотельный накопитель

(SSD) - это энергонезависимое запоминающее устройство, в котором в качестве памяти используются сборки интегральных схем для хранения любой информации. настойчиво.

Флэш-накопитель USB

USB-накопитель

является твердотельным, то есть не имеет движущихся частей.На USB-накопителе информация хранится в электронном виде. используя миллионы маленьких вентилей, которые имеют значение ноль (0) и один (1).

Проще говоря, это устройство, которое используется для хранения информации. Он включает в себя флеш-память и Встроенный интерфейс универсальной последовательной шины (USB).

USB-накопитель

меньше по размеру или удобен в использовании, то есть вы можете носить его с собой или носить с собой в кармане. Это означает, что, Вы можете носить всю информацию прямо в кармане с помощью USB-накопителя.

Иерархия памяти

Теперь посмотрим на фото или схему иерархии памяти с ее характеристиками.

Схема выше представляет иерархию памяти компьютера.

Вот характеристики иерархии памяти при движении сверху вниз:

• Увеличение емкости хранилища
• Снижается стоимость одного бита хранилища
• Уменьшается частота обращения к памяти ЦП
• Время доступа ЦП увеличивается

Компьютерный фундаментальный онлайн-тест

---

«Предыдущее руководство Следующее руководство »

---

---

---

.

Компьютерная память | Britannica

Самыми ранними запоминающими устройствами были электромеханические переключатели или реле ( см. компьютеров: первый компьютер) и электронные лампы ( см. компьютеров: первые машины с хранимой программой). В конце 1940-х годов первые компьютеры с хранимыми программами использовали ультразвуковые волны в ртутных трубках или заряды в специальных электронных лампах в качестве основной памяти. Последние были первой оперативной памятью (RAM). ОЗУ содержит ячейки памяти, к которым можно получить прямой доступ для операций чтения и записи, в отличие от памяти с последовательным доступом, такой как магнитная лента, в которой к каждой ячейке в последовательности необходимо обращаться, пока не будет найдена требуемая ячейка.

Существует два основных типа полупроводниковой памяти. Статическое ОЗУ (SRAM) состоит из триггеров, бистабильной схемы, состоящей из четырех-шести транзисторов. Как только триггер сохраняет бит, он сохраняет это значение до тех пор, пока в нем не будет сохранено противоположное значение. SRAM обеспечивает быстрый доступ к данным, но имеет относительно большие размеры. Он используется в основном для небольших объемов памяти, называемых регистрами в центральном процессоре (ЦП) компьютера, и для быстрой «кэш-памяти». Динамическое ОЗУ (DRAM) хранит каждый бит в электрическом конденсаторе, а не в триггере, используя транзистор в качестве переключателя для зарядки или разрядки конденсатора.Поскольку у нее меньше электрических компонентов, ячейка памяти DRAM меньше SRAM. Однако доступ к его значению происходит медленнее, и, поскольку конденсаторы постепенно теряют заряд, сохраненные значения необходимо перезаряжать примерно 50 раз в секунду. Тем не менее, DRAM обычно используется для основной памяти, поскольку микросхема того же размера может содержать в несколько раз больше DRAM, чем SRAM.

Ячейки памяти в ОЗУ имеют адреса. Обычно ОЗУ объединяют в «слова» от 8 до 64 бит или от 1 до 8 байтов (8 бит = 1 байт).Размер слова - это, как правило, количество бит, которое может быть передано за раз между основной памятью и ЦП. Каждое слово и обычно каждый байт имеет адрес. Микросхема памяти должна иметь дополнительные схемы декодирования, которые выбирают набор ячеек памяти, которые находятся по определенному адресу, и либо сохраняют значение по этому адресу, либо выбирают то, что там хранится. Основная память современного компьютера состоит из нескольких микросхем памяти, каждая из которых может содержать многие мегабайты (миллионы байтов), и еще одна схема адресации выбирает соответствующий чип для каждого адреса.Кроме того, DRAM требует, чтобы схемы обнаруживали сохраненные значения и периодически обновляли их.

Основная память требует больше времени для доступа к данным, чем процессоры для работы с ними. Например, доступ к памяти DRAM обычно занимает от 20 до 80 наносекунд (миллиардных долей секунды), но арифметические операции ЦП могут занимать всего наносекунду или меньше. Есть несколько способов преодоления этого несоответствия. ЦП имеют небольшое количество регистров, очень быструю SRAM, в которой хранятся текущие инструкции и данные, с которыми они работают.Кэш-память - это большой объем (до нескольких мегабайт) быстрой SRAM на микросхеме ЦП. Данные и инструкции из основной памяти передаются в кэш, и, поскольку программы часто демонстрируют «локальность ссылки», то есть они некоторое время выполняют одну и ту же последовательность инструкций в повторяющемся цикле и работают с наборами связанных данных - ссылки на память могут быть перенесены в быстрый кеш после того, как значения будут скопированы в него из основной памяти.

Большая часть времени доступа к DRAM уходит на декодирование адреса для выбора соответствующих ячеек памяти.Свойство локальности ссылки означает, что последовательность адресов памяти будет часто использоваться, а быстрая DRAM предназначена для ускорения доступа к следующим адресам после первого. Синхронная DRAM (SDRAM) и EDO (расширенный вывод данных) - два таких типа быстрой памяти.

Энергонезависимая полупроводниковая память, в отличие от SRAM и DRAM, не теряет своего содержимого при отключении питания. Некоторые энергонезависимые запоминающие устройства, такие как постоянное запоминающее устройство (ПЗУ), не подлежат перезаписи после изготовления или записи.Каждая ячейка памяти микросхемы ПЗУ имеет либо транзистор для 1 бита, либо ни одного транзистора для 0 бита. ПЗУ используются для программ, которые являются важными частями работы компьютера, таких как программа начальной загрузки, которая запускает компьютер и загружает его операционную систему, или BIOS (базовая система ввода / вывода), которая обращается к внешним устройствам в персональном компьютере (ПК).

EPROM (стираемое программируемое ПЗУ), EAROM (электрически изменяемое ПЗУ) и флэш-память - это типы энергонезависимой памяти, которые можно перезаписывать, хотя перезапись занимает гораздо больше времени, чем чтение.Таким образом, они используются в качестве памяти специального назначения, запись в которую требуется редко - например, если они используются для BIOS, они могут быть изменены для исправления ошибок или обновления функций.

.

---

Смотрите также

• Как удалить кинго рут с андроид
• Как узнать модель процессора на андроид
• Как установить gps на андроид если его нет
• Как удалить смс с сим карты андроид
• Нет звука на компьютере windows 7 что делать динамики подключены
• Как вернуть командную строку в windows 10
• Как восстановить компьютер из образа системы windows 10
• Восстановление запуска windows 7 как долго может длиться
• Что означает звездочка на андроиде в правом верхнем углу как ее убрать
• Как отключить 3d ускорение на windows 7
• Как настроить запуск программ при запуске windows 7