Системная память компьютера что это такое? zhitsoboy.ru

Системная память компьютера что это такое?

Оперативная память компьютера

Оперативная память является одним из главных компонентов компьютера, без нее работа системы невозможна. Объем и характеристики установленной в системе оперативной памяти напрямую влияют на скорость работы компьютера. Давайте выясним на простом потребительском уровне, какая она бывает и зачем вообще нужна в компьютере.

Как уже понятно из названия, оперативная память компьютера или ОЗУ (оперативное запоминающее устройство) на компьютерном жаргоне «оперативка», а так же просто «память» служит для оперативного (временного) хранения данных необходимых для работы. Однако такое объяснение не до конца понятно, что значит временного и зачем их хранить в оперативке, когда есть жесткий диск.

Тут мы подошли к принципиальному различию в устройстве и назначении этих двух подсистем компьютера. В статье посвященной жесткому диску мы уже затрагивали этот вопрос и для большего понимания вопроса рекомендуем вам ознакомиться с ней. Здесь более подробно рассмотрим вопрос именно со стороны оперативной памяти компьютера. Поскольку материал предназначен начинающим пользователям компьютера и людям желающим разобраться более подробно в его устройстве, мы не будем углубляться в стандарты, технические реализации различных видов оперативки и другие сложные технические моменты, интересные только инженерам, а рассмотрим данный вопрос с позиций обычного человека.

Проще всего ответить на вопрос, что значит для временного хранения данных. Конструкция оперативной памяти выполнена таким образом, что данные в ней сохраняются только, пока на нее подается напряжение, поэтому она является энергозависимой памятью в отличие от жесткого диска. Выключение компьютера, перезагрузка очищают оперативную память и все данные, находящиеся в ней в этот момент удаляются. Даже кратковременный перебой в подаче напряжения на планки памяти способен обнулить их или вызвать повреждение отдельной части информации. Другими словами оперативная память компьютера хранит загруженные в нее данные максимум в пределах одного сеанса работы компьютера.

Вторая часть вопроса, зачем она вообще нужна немного труднее для понимания. Тут уже необходимо хотя бы в общих чертах представлять себе устройство компьютера, поэтому советуем ознакомиться с этой статьей, а так же взаимодействие различных компонентов, между собой рассказанное в материале посвященном материнской плате компьютера.

Итак, оперативная память служит буфером между центральным процессором и винчестером. Жесткий диск энергонезависимый и хранит всю информацию в компьютере, но расплатой за это является его медленная скорость работы. Если процессор брал бы данные напрямую с жесткого диска компьютера, он работал бы как черепаха. Решением данной проблемы служит применение дополнительного буфера между ними в виде оперативной памяти.

Память энергозависима и требует подачи постоянного питания для своей работы, зато она в разы быстрее. Когда процессору требуются какие то данные, эти данные считываются с винчестера и загружаются в оперативку и все дальнейшие операции с ними происходят в ней. По завершении работы с ними, если результаты нужно сохранить, то они отправляются обратно на жесткий диск для записи на него, а из оперативной памяти они удаляются, чтобы освободить место для других данных. Если результаты сохранять не нужно, оперативная память компьютера просто очищается.

Так в сильно упрощенном виде выглядит их взаимодействие. Помимо центрального процессора информация из ОЗУ может потребоваться и другим компонентам, например, видеокарте. Естественно одновременно в памяти хранится множество данных, поскольку все программы, которые вы запускаете или открываемые вами файлы загружаются в нее. Файлы браузера, через который вы смотрите сейчас этот сайт, а так же сама интернет-страница находятся именно в оперативной памяти.

Стоит отметить, что данные с жесткого диска именно копируются в оперативку, поэтому пока изменения сделанные с ними не будут сохранены обратно на диск, там будет оставаться их старая версия. Именно по этой причине открыв, например вордовский файл и внеся в него какие то изменения в редакторе, вам требуется в конце выполнить сохранение, при этом файл загружается обратно на жесткий диск и перезаписывает хранящийся там.

Различные компоненты компьютера взаимодействуют между собой не напрямую, а через различные интерфейсы, так для обмена информацией между процессором и ОЗУ используется системная шина.

Производительность всего компьютера зависит от скорости работы всех его составляющих и самое медленное из них будет бутылочным горлышком тормозящим работу всей системы. Появление оперативной памяти существенно увеличило скорость работы, но не решило всех проблем. Во-первых, скорость работы ОЗУ не идеальна, а во-вторых соединительные интерфейсы тоже имеют ограничения по пропускной способности.

Дальнейшее развитие техники привело к тому, что в устройства требующие высокой скорости обработки данных стали встраивать собственную память, этим устраняются издержки на передачу данных туда-обратно и обычно в таких случаях используется более скоростная память чем в применяемая в ОЗУ. Примером может служить видеоадаптер, встроенный кэш центрального процессора и так далее. Даже многие винчестеры имеют сейчас свой внутренний высокоскоростной буфер, позволяющий ускорить операции чтения/запись. Ответ на вопрос, почему эта высокоскоростная память не используется сейчас в качестве оперативной очень простой, некоторые технические сложности, но главное ее дороговизна.

Применительно к типичным компьютерам, оперативная память выпускается в виде модулей, устанавливаемых в специальный разъем материнской платы. Размеры и форма зависят от применяемого стандарта, но в общем случае выглядит примерно как на рисунке.

Однако модули памяти с высокими скоростными характеристиками и ориентированные на высокопроизводительную компьютерную систему или разгон, могут существенно отличаться внешним видом от своих рядовых собратьев. Производители могут устанавливать различные дополнительные элементы, например радиаторы для улучшения охлаждения и повышения стабильности работы на высоких частотах. Примером может служить данный модуль производства компании OCZ с установленным радиатором на тепловой трубке.

Виды оперативной памяти

На данный момент времени, существует два типа памяти возможных к применению в качестве оперативной памяти в компьютере. Оба представляют собой память на основе полупроводников с произвольным доступом. Другими словами, память позволяющая получить доступ к любому своему элементу (ячейке) по её адресу.

Память статического типа

SRAM (Static random access memory) — изготавливается на основе полупроводниковых триггеров и имеет очень высокую скорость работы. Основных недостатков два: высокая стоимость и занимает много места. Сейчас используется в основном для кэша небольшой емкости в микропроцессорах или в специализированных устройствах, где данные недостатки не критичны. Поэтому в дальнейшем мы её рассматривать не будем.

Память динамического типа

DRAM (Dynamic random access memory) — память наиболее широко используемая в качестве оперативной в компьютерах. Построена на основе конденсаторов, имеет высокую плотность записи и относительно низкую стоимость. Недостатки вытекают из особенностей её конструкции, а именно, применение конденсаторов небольшой емкости приводит к быстрому саморазряду последних, поэтому их заряд приходится периодически пополнять. Этот процесс называют регенерацией памяти, отсюда возникло и название динамическая память. Регенерация заметно тормозит скорость ее работы, поэтому применяют различные интеллектуальные схемы стремящиеся уменьшить временные задержки.

Развитие технологий идет быстрыми темпами и совершенствование памяти не исключение. Компьютерная оперативная память, применяемая в настоящее время, берет свое начало с разработки памяти DDR SDRAM. В ней была удвоена скорость работы по сравнению с предыдущими разработками за счет выполнения двух операций за один такт (по фронту и по срезу сигнала), отсюда и название DDR (Double Data Rate). Поэтому эффективная частота передачи данных равна удвоенной тактовой частоте. Сейчас ее можно встретить практически только в старом оборудовании, зато на её основе была создана DDR2 SDRAM.

В DDR2 SDRAM была вдвое увеличена частота работы шины, но задержки несколько выросли. За счет применения нового корпуса и 240 контактов на модуль, она обратно не совместима с DDR SDRAM и имеет эффективную частоту от 400 до 1200 МГц.

Сейчас наиболее распространённой памятью является третье поколение DDR3 SDRAM. За счет технологических решений и снижения питающего напряжения удалось снизить энергопотребление и поднять эффективную частоту, составляющую от 800 до 2400 МГц. Несмотря на тот же корпус и 240 контактов, модули памяти DDR2 и DDR3 электрически не совместимы между собой. Для защиты от случайной установки ключ (выемка в плате) находится в другом месте.

DDR4 является перспективной разработкой, которая в ближайшее время придет на смену DDR3 и будет иметь пониженное энергопотребление и более высокие частоты, до 4266 МГц.

Наряду с частотой работы, большое влияние на итоговую скорость работы оказывают тайминги. Таймингами называются временные задержки между командой и её выполнением. Они необходимы, чтобы память могла «подготовиться» к её выполнению, в противном случае часть данных может быть искажена. Соответственно, чем меньше тайминги (латентность памяти) тем лучше и следовательно быстрее работает память при прочих равных.

Читать еще:  Как узнать системные требования своего ноутбука?

Различных таймингов существует много, но обычно выделяют четыре основных:

  • CL (CAS Latency) — задержка между командой на чтение и началом поступления данных
  • TRCD (Row Address to Column Address Delay) — задержка между подачей команды на активацию строки и командой на чтение или запись данных
  • TRP (Row Precharge Time) — задержка между командой закрытия строки и открытием следующей
  • TRAS (Row Active Time) — время между активацией строки и её закрытием

Указываются обычно в виде строки цифр разделенных дефисом, например 2-2-3-6, если указывается только одна цифра, то подразумевается параметр CAS Latency. Это позволяет сравнить скорость работы различных модулей и объясняет разницу в стоимости казалось бы одинаковых планок.

Кстати, обычно чем больше объем модуля, тем больше тайминги, поэтому взять две планки по 2 Гб может оказаться выгоднее, чем одну на 4 Гб. К тому же использование нескольких одинаковых планок памяти активирует многоканальный режим работы, что обеспечивает дополнительное увеличение быстродействия. Справедливости ради нужно отметить, что в настоящее время влияние таймингов на производительность несколько снизилось из-за повсеместного увеличения объема кэша на основе высокоскоростной памяти статического типа интегрированного в современные процессоры.

Какой объем оперативной памяти использовать

Количество памяти, которое можно установить в компьютер зависит от материнской платы. Объем памяти ограничивается как физически количеством слотов для её установки, так и в большей мере программными ограничениями конкретной материнской платы или установленной операционной системы компьютера.

В общем случае для просмотра интернета и работы в офисных программах достаточно 2 Гб, если вы играете в современные игры или собираетесь активно редактировать фотографии, видео или использовать другие требовательные к объему памяти программы, то объем установленной памяти следует повысить как минимум до 4 Гб.

Следует иметь в виду, что в настоящее время операционные системы Windows выпускаются в двух вариантах: 32-битная (x32) и 64-битная (x64). Максимальный объем доступный операционной системе в 32-битных версиях в зависимости от различных комбинаций комплектующих примерно от 2,8 до 3,2 Гб, то есть даже если вы установите в компьютер 4 Гб, система будет видеть максимум 3,2 Гб. Причина этого ограничения появилась на заре появления операционных систем, когда о таких объемах памяти никто даже в самых радужных мечтах бы не подумал. Существует способы позволить 32-битной системе работать с 4 Гб памяти, но это все «костыли» и не на всех конфигурациях работают.

Так же Windows 7 Начальная Starter имеет только 32-битную версию и ограничена максимальным объемом оперативной памяти в 2 Гб.

Таких проблем не испытывают 64-битные версии операционной системы, например Windows 7 Домашняя базовая поддерживает до 8 Гб, а Домашняя расширенная до 16 Гб. Если вам вдруг и этого мало, милости просим воспользоваться версиями Профессиональная, Корпоративная или Максимальная, где можно установить до 192 Гб памяти, главное материнскую плату, куда все это богатство поставите найти не забудьте и чтобы вам еще денег хватило.

Как узнать какая оперативная память стоит в компьютере

Существует два способа определить тип и характеристики установленной в компьютере памяти. Можно посмотреть эти данные на стикере наклеенном самом модуле, правда его наверняка придется вынуть из слота, иначе вы вряд ли что-либо увидите. Если стикер с информацией отсутствует или не читаем, то тип DDR памяти можно определить по количеству контактов и расположению ключа (выемки) на планке. Воспользуйтесь для этого нижеприведенным рисунком.

Другой способ узнать исчерпывающую информацию о характеристиках и режиме работы оперативной памяти, воспользоваться какой-нибудь программой, показывающей информацию о системе. Рекомендуем воспользоваться бесплатной программой CPU-Z показывающей, в том числе характеристике и режим работы памяти.

На вкладке Memory отображается тип установленной в компьютере оперативной памяти, её объем, режим работы и используемые тайминги. Вкладка SPD показывает все характеристики конкретного модуля памяти установленного в выбранный слот.

Что такое SPD

В каждом современном модуле памяти содержится специальная микросхема называемая SPD. Данная аббревиатура расшифровывается как Serial Presence Detect и в эту микросхему производитель записывает всю информацию о данном модуле включая объем, маркировку, производителя, серийный номер, рекомендованные задержки и некоторую другую информацию. Во время начальной загрузки компьютера эта информация считывается BIOS из микросхемы SPD и в соответствии с указанными настройками, выставляется режим работы памяти.

Последнее, что стоит знать начинающему пользователю, что существует буферизованная (registered) и ECC-память. Оперативная память с поддержкой ECC (Error Checking and Correction) позволяет исправлять некоторые возникающие в процессе передачи данных ошибки. Модули буферизованной памяти содержат встроенный буфер определенного размера, повышающий надежность и снижающий нагрузку на контролер памяти. Оба этих типа памяти предназначены для применения в рабочих станциях и серверах и в персональных компьютерах не используются.

Системная память компьютера что это такое?

Одним из основных элементов компьютера, позволяющим ему нормально функционировать, является память.

Внутренняя память компьютера – это место хранения информации, с которой он работает. Внутренняя память компьютера является временным рабочим пространством; в отличие от нее внешняя память предназначена для долговременного хранения информации. Информация во внутренней памяти не сохраняется при выключении питания.

Память компьютера организована в виде множества ячеек, в которых могут храниться значения; каждая ячейка обозначается адресом. Размеры этих ячеек и, собственно, типы значений, которые могут в них храниться, отличаются у разных компьютеров. Некоторые старые компьютеры имели очень большой размер ячейки, иногда до 64 бит в каждой ячейке. Эти большие ячейки назывались «словами».

Оперативная память, или оперативка – это один из главных элементов компьютера. «Оперативная» память потому, что очень быстро работает и позволяет процессору практически без какого-либо заметного ожидания читать информацию из памяти. Содержащиеся в оперативной памяти данные сохранены и доступны только тогда, когда компьютер включен. При выключении компьютера содержимое стирается из оперативной памяти, поэтому перед выключением компа все данные нужно сохранить. От объема оперативной памяти (кстати, еще ее называют ОЗУ – оперативное запоминающее устройство) зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер.

Устройства оперативной памяти иногда называют запоминающими устройствами с произвольным доступом. Это означает, что обращение к данным, хранящимся в оперативной памяти, не зависит от порядка их расположения в ней. Когда говорят о памяти компьютера, обычно подразумевают оперативную память, прежде всего микросхемы памяти или модули, в которых хранятся активные программы и данные, используемые процессором.

За несколько лет определение RAM (Random Access Memory) превратилось из обычной аббревиатуры в термин, обозначающий основное рабочее пространство памяти, создаваемое микросхемами динамической оперативной памяти (Dynamic RAM – DRAM) и используемое процессором для выполнения программ. Одним из свойств микросхем DRAM (и, следовательно, оперативной памяти в целом) является динамическое хранение данных, что означает, во-первых, возможность многократной записи информации в оперативную память, а во-вторых, необходимость постоянного обновления данных (т.е., в сущности, их перезапись) примерно каждые 15 мс (миллисекунд). Также существует так называемая статическая оперативная память (Static RAM – SRAM), не требующая постоянного обновления данных.

Термин «оперативная память» часто обозначает не только микросхемы, которые составляют устройства памяти в системе, но включает и такие понятия, как логическое отображение и размещение. Логическое отображение – это способ представления адресов памяти на фактически установленных микросхемах. Размещение – это расположение информации (данных и команд) определенного типа

В большинстве систем оперативной памяти современных ПК используется динамическая оперативная память (Dynamic RAM – DRAM). Основное преимущество памяти этого типа состоит в том, что ее ячейки упакованы очень плотно, т.е. в небольшую микросхему можно упаковать много битов, а значит, на их основе можно построить память большой емкости.

Ячейки памяти в микросхеме DRAM – это крошечные конденсаторы, которые удерживают заряды. Именно так (наличием или отсутствием зарядов) и кодируются биты. Проблемы, связанные с памятью этого типа, вызваны тем, что она динамическая, т.е. должна постоянно регенерироваться, так как в противном случае электрические заряды в конденсаторах памяти будут “стекать” и данные будут потеряны. Регенерация происходит, когда контроллер памяти системы берет крошечный перерыв и обращается ко всем строкам данных в микросхемах памяти. Большинство систем имеют контроллер памяти (обычно встраиваемый в набор микросхем системной платы), который настроен на соответствующую промышленным стандартам частоту регенерации, равную, например, 15 мкс. Ко всем строкам данных обращение осуществляется по прохождении 128 специальных циклов регенерации. Это означает, что каждые 1,92 мс (128×15 мкс) прочитываются все строки в памяти для обеспечения регенерации данных.

Читать еще:  Как начать установку Windows 7 с флешки?

Регенерация памяти, к сожалению, отнимает время у процессора: каждый цикл регенерации по длительности занимает несколько циклов центрального процессора. В старых компьютерах циклы регенерации могли занимать до 10% (или больше) процессорного времени, но в современных системах, работающих на частотах, равных сотням мегагерц, расходы на регенерацию составляют 1% (или меньше) процессорного времени. Некоторые системы позволяют изменить параметры регенерации с помощью программы установки параметров CMOS, но увеличение времени между циклами регенерации может привести к тому, что в некоторых ячейках памяти заряд “стечет”, а это вызовет сбои памяти. В большинстве случаев надежнее придерживаться рекомендуемой или заданной по умолчанию частоты регенерации. Поскольку затраты на регенерацию в современных компьютерах составляют менее 1%, изменение частоты регенерации оказывает незначительное влияние на характеристики компьютера. Одним из наиболее приемлемых вариантов является использование для синхронизации памяти значений по умолчанию или автоматических настроек, заданных с помощью Setup BIOS. Большинство современных систем не позволяют изменять заданную синхронизацию памяти, постоянно используя автоматически установленные параметры. При автоматической установке системная плата считывает параметры синхронизации из системы определения последовательности в ПЗУ (serial presence detect – SPD) и устанавливает частоту периодической подачи импульсов в соответствии с полученными данными.

В устройствах DRAM для хранения одного бита используется только один транзистор и пара конденсаторов, поэтому они более вместительны, чем микросхемы других типов памяти. В настоящее время имеются микросхемы динамической оперативной памяти емкостью 16 Гбайт и больше. Это означает, что подобные микросхемы содержат миллиарды транзисторов. В микросхеме памяти все транзисторы и конденсаторы размещаются последователь но, обычно в узлах квадратной решетки, в виде очень простых, периодически повторяющихся структур.

Транзистор для каждого одноразрядного регистра DRAM используется для чтения состояния смежного конденсатора. Если конденсатор заряжен, в ячейке записана 1; если заряда нет – записан 0. Заряды в крошечных конденсаторах все время стекают, вот почему память должна постоянно регенерироваться. Даже мгновенное прерывание подачи питания или какой-нибудь сбой в циклах регенерации приведет к потере заряда в ячейке DRAM, а следовательно, и к потере данных. В работающей системе подобное приводит к появлению “синего” экрана, глобальным отказам системы защиты, повреждению файлов или к полному отказу системы.

Динамическая оперативная память используется в персональных компьютерах; поскольку она недорогая, микросхемы могут быть плотно упакованы, а это означает, что запоминающее устройство большой емкости может занимать небольшое пространство. К сожалению, память этого типа не отличается высоким быстродействием, обычно она намного “медленнее” процессора. Поэтому существует множество различных типов организации DRAM, позволяющих улучшить эту характеристику

Кэш (англ. cache) или сверхоперативная память – очень быстрое ЗУ небольшого объёма, которое используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью для компенсации разницы в скорости обработки информации.

Кэш-памятью управляет специальное устройство – контроллер, который, анализируя выполняемую программу, пытается предвидеть, какие данные и команды вероятнее всего понадобятся в ближайшее время процессору, и подкачивает их в кэш-память. При этом возможны как «попадания», так и «промахи». В случае попадания, то есть, если в кэш подкачаны нужные данные, извлечение их из памяти происходит без задержки. Если же требуемая информация в кэше отсутствует, то процессор считывает её непосредственно из оперативной памяти. Соотношение числа попаданий и промахов определяет эффективность кэширования.

Кэш-память реализуется на микросхемах статической памяти SRAM (Static RAM), более быстродействующих, дорогих и малоёмких, чем DRAM. Современные микропроцессоры имеют встроенную кэш-память, так называемый кэш первого уровня размером до 384 Кбайт. Кроме того, на системной плате компьютера может быть установлен кэш второго уровня ёмкостью до 12 Мб.

Память типа ROM (ПЗУ)

В памяти типа ROM (Read Only Memory) или ПЗУ (постоянное запоминающее устройство), данные можно только хранить, изменять их нельзя. Именно поэтому такая память используется только для чтения данных. ROM также часто называется энергонезависимой памятью, потому что любые данные, записанные в нее, сохраняются при выключении питания. Поэтому в ROM помещаются команды запуска ПК, т.е. программное обеспечение, которое загружает систему.

ROM и оперативная память – не противоположные понятия. Часть адресного пространства оперативной памяти отводится хранения программного обеспечения, которое позволяет загрузить операционную систему.

Перепрограммируемая постоянная память (Flash Memory) – энергонезависимая память, допускающая многократную перезапись своего содержимого с дискеты.

В настоящее время в большинстве систем используется одна из форм Flash-памяти, которая называется электрически стираемой программируемой постоянной памятью (Electrically Erasable Programmable Readonly Memory – EEPROM). Flash-память является по-настоящему энергонезависимой и перезаписываемой, она позволяет пользователям легко модифицировать ROM, программно-аппаратные средства системных плат и других компонентов (таких, как видеоадаптеры, платы SCSI, периферийные устройства и т.п.).

Важнейшая микросхема постоянной или Flash-памяти – модуль BIOS. Роль BIOS двоякая: с одной стороны это неотъемлемый элемент аппаратуры, а с другой стороны – важный модуль любой операционной системы.

BIOS (Basic Input/Output System – базовая система ввода-вывода) – совокупность программ, предназначенных для автоматического тестирования устройств после включения питания компьютера и загрузки операционной системы в оперативную память.

Основной код BIOS содержится в микросхеме ROM на системной плате, но на платах адаптеров также имеются аналогичные микросхемы. Они содержат вспомогательные подпрограммы BIOS и драйверы, необходимые для конкретной платы, особенно для тех плат, которые должны быть активизированы на раннем этапе начальной загрузки, например видеоадаптер. Платы, не нуждающиеся в драйверах на раннем этапе начальной загрузки, обычно не имеют ROM, потому что их драйверы могут быть загружены с жесткого диска позже – в процессе начальной загрузки.

Дни старого доброго BIOS сочтены. UEFI (Unified Extensible Firmware Interface) представляет собой более мощную версию, которая лучше соответствует требованиям современного разнообразного «железа». По своей сути, UEFI является интерфейсом, который отвечает за предзагрузочное окружение операционной системы. Первую реализацию UEFI – EFI представила компания Intel в 2003 году.

CMOS RAM – это память с невысоким быстродействием и минимальным энергопотреблением от батарейки. Используется для хранения информации о конфигурации и составе оборудования компьютера, а также о режимах его работы.

Внутренняя память компьютера, ее свойства и характеристики

Каждый пользователь знает, что существует внутренняя память компьютера, но мало кто понимает, насколько она разнообразна, сколько существует различных её подтипов. Разбирая ПК, максимум, на что сможет указать неопытный человек, — это ОЗУ и жесткий диск. Давайте разберёмся, какие устройства внутренней памяти компьютера существуют.

Что это такое

Для начала введём определение. Внутренняя память компьютера — это устройство для хранения программ и данных, которые в конкретный момент времени участвуют в вычислении процессором. Говоря простым языком, когда вы запускаете на персональном компьютере какое-либо приложение, процессор пользуется ОЗУ, как листком бумаги, записывая на него исходные данные и промежуточные вычисления. Выделяют следующие виды внутренней памяти компьютера — постоянную и оперативную.

Особенности

Независимо от того, о чем идёт речь, нам необходимы критерии для определения качества запоминающего устройства. Назовём главные характеристики внутренней памяти компьютера:

  1. Общий объём. Он играет немаловажную роль. От него зависит, сколько информации можно разместить одновременно в кэше, а значит, и быстродействие компьютера. Иногда процессору нужно хранить обширные объёмы данных. При малых размерах памяти они просто не поместятся, и приложение будет «тормозить».
  2. Быстродействие. Оно же — время доступа. Определяет, насколько быстро происходит взаимодействие центрального процессора и памяти. От этого параметра зависит, как скоро будет проходить процесс записи-считывания байт данных в запоминающее устройство. В отличие от объёма памяти, пользователь не способен повышать этот параметр сверх конретного уровня, поскольку он определяется конструктивными особенностями, а также существующими технологиями и интерфейсом подключения.

При рассмотрении темы статьи нельзя не упомянуть про свойства внутренней памяти компьютера. Информатика выделяет несколько критериев, по которым можно характеризовать ее.

  • Дискретность. Это такое свойство, позволяющее определить структуру любого вида памяти на компьютере. Внутренняя память состоит из множества ячеек, каждая из которых хранит всего 1 бит информации — минимальный неделимый объём. Ячейки объединяются в группы разрядов, хранящие по 8 бит, что равно 1 байту данных.
  • Адресуемость. Каждая ячейка памяти компьютера имеет свой адрес, к которому обращается процессор при работе, при необходимости извлечения данных.
  • Энергозависимость и энергонезависимость. В зависимости от типа рассматриваемой памяти, можно выделить эти подгруппы. Зависимость от электропитания означает, что при выключении компьютера все данные из памяти удаляются.
Читать еще:  Как перенести Win 10 на SSD?

К внутренней памяти компьютера относятся ОЗУ, ПЗУ, кэш, CMOS и видеопамять, рассмотрим их поподробнее.

Постоянное запоминающее устройство. Было названо так, потому что данные, хранящиеся в нём, не подлежат изменению и предназначены исключительно для считывания. Содержимое этой памяти заполняется непосредственно при изготовлении, сюда могут входить программы для обслуживания персонального компьютера, поддержки операционной системы и устройств ввода-вывода, поэтому её называют ROM BIOS.

Однако эта память соответствовала своему названию исключительно на первом этапе своего создания. С развитием технологий стали выпускаться перепрограммируемые ПЗУ, для того чтобы можно было изменять их содержание в условиях эксплуатации.

Оперативная память

ОЗУ (оперативное записывающее устройство) по объёму является основным представителем внутренней памяти и служит для работы с информацией. Название приходит из функционала. Скорость взаимодействия с процессором настолько высока, что проходят доли секунды между запросом и ответом. Обозначается оперативная память как RAM — Random Access Memory.

ОЗУ хранит в себе все данные работающей программы. Поэтому и процессор способен работать с ней только после того, как она будет записана в оперативную память (ОП). Для взаимодействия с жестким диском ЦПУ обращается к буферу — еще одному виду ОП.

Главным недостатком (или конструктивной особенностью) оперативной памяти является её энергозависимость. То есть при выключении питания персонального компьютера все данные, которые в ней записаны, теряются. Основными характеристиками RAM являются:

Внутренняя память компьютера недостаточного объёма сильно снижает производительность. При недостатке RAM некоторые программы могут работать медленно, а некоторые откажутся запускаться вовсе.

Ещё один вид памяти персонального компьютера, являющийся самым быстродействующим. Кэш является посредником между центральным процессором и оперативной памятью. В нем хранятся наиболее часто используемые фрагменты RAM. Поскольку время обращения ЦПУ к нему намного меньше, то и среднее время работы процессора с «оперативкой» уменьшается.

Специально выделенный участок внутренней памяти персонального компьютера для хранения его конфигурации. Своё название он получил от одноимённой технологии, которая обладает невысоким энергопотреблением. Эта память считается энергонезависимой, поскольку информация в ней не теряется при отключении питания ПК. Однако это не совсем так. Если вы вдруг забыли свой пароль от компьютера, вам достаточно снять крышку с системного блока, найти на материнской плате батарейку-таблетку и вынуть её. Без этого аккумулятора все настройки компьютера, включая пароль, будут обнулены.

Ещё одна внутренняя память персонального компьютера, служащая для хранения графической информации. В персональном компьютере существует 2 способа её реализации.

Первый — это встроенная видеокарта. В этом случае память реализуется на материнской плате. Второй вариант реализации видеопамяти — на встраиваемой видеокарте. Как и при работе с оперативкой, от объёма зависит количество информации, обрабатываемой центральным процессором, и скорость её вывода на экран. От объёма видеопамяти зависит быстродействие мощных графических редакторов, высококачественного видео и современных игр.

Внутренняя память компьютера развивалась постепенно, проходя множество этапов. Говоря об ОП, можно выделить следующие её виды в порядке совершенствования:

  1. SIMM — самый первый прообраз оперативной памяти персонального компьютера. Имел 30 контактов общей длиной в 89 миллиметров. В настоящий момент найти такую планку практически невозможно.
  2. SIMM на 72 контакта являлась следующим шагом в развитии, но имела ещё большие размеры — примерно 103 миллиметра.
  3. DIMM — оперативная память, которую застали обычные пользователи. Была популярна вплоть до 2001 года.
  4. После всех предыдущих этапов наступила эра памяти формата DDR (184 контакта). Эта технология в корне меняет подход к проектированию. Вместо ускорения частоты обмена данными в ней увеличивается количество данных, передаваемых за один такт.
  5. DDR2 — имеющая 204 контакта, она должна была увеличить скорость работы и взаимодействия с процессором в 2 раза по сравнению со своим предшественником.
  6. DDR3 — очередной виток эволюции памяти, имеющей повышенные характеристики.
  7. DDR4 — вышедшая во втором квартале 2014 года в массовые продажи оперативная память. Имеет 288 контактов и увеличенную в 2 раза пропускную способность.

Прочитав эту статью, вы узнали, что такое внутренняя память компьютера, каково её строение, виды и характеристики. В жизни это может мало пригодиться, разве что для сдачи экзаменов в университете или общего самообразования.

Видео #3. Память компьютера

Устройств хранения информации довольно много, поэтому условно разделим их на основную (main) и внешнюю ( external) память.

Основная память компьютера также представлена двумя типами — оперативная (ОЗУ или RAM) и постоянная (ПЗУ или ROM).

Оперативная память хранит данные, с которыми в настоящее время работает процессор или доступ к которым необходим для максимально быстрой их обработки. Кроме этого, в оперативной памяти находятся и программы, с помощью которых обрабатываются находящиеся в ней данные. Оперативка, как часто называют ОЗУ, должна обеспечивать максимально быструю скорость обмена данными, чтобы обеспечить процессору своевременный доступ к ним.

Главной особенность оперативной памяти является то, что данные в ней хранятся только при включенном компьютере, то есть если на память подается напряжение. Это означает, что при выключении компьютера все данные из оперативной памяти исчезают.

Именно поэтому в состав компьютера входит постоянное запоминающее устройство (ПЗУ).

ПЗУ — энергонезависимая память, часто используется английский термин ROM (Read-Only Memory). И тут есть несовсем очевидная вещь, которой я хочу коснуться.

Как я уже упоминал, компьютер — это просто набор плат, которые сами по себе ничего не могут. Управляет всеми устройствами компьютера операционная система, однако эту программы мы сами устанавливаем на компьютер.

Но что же заставляет устройства компьютера работать слажено во время установки операционной системы или сразу после включения компьютера?

А эту задачу выполняет BIOS (от англ. basic input/output system — «базовая система ввода-вывода»).

По сути БИОС — это набор программ и драйверов устройств, обеспечивающих запуск компьютера.

BIOS является системным программным обеспечением и обычно присутствует на материнской плате компьютера в виде микросхемы.

Чтобы настройки программ БИОС сохранялись необходимо постоянное питание. Для решения этой задачи используется небольшая батарейка, которая также установлена в соответсвующий разъем на материнской плате.

Так как БИОС «вшит» в микросхему, то для сброса БИОС до заводских настроек часто используют именно эту батарейку. То есть снятие питания с микросхемы приводит к сбросу настроек.

Для этих же целей часто используются специальные контакты на материнской плате, которые замыкаются на непродолжительное время.

У разных материнских плат это делается по-разному, поэтому всегда стоит читать руководство от материнской платы перед проведением подобных манипуляций.

К БИОС мы еще вернемся позже. Сейчас лишь упомяну, что поскольку БИОС является набором драйверов и программ управления устройствами компьютера, то он может довольно существенно отличаться на разных компьютерах, ведь набор устройств и их модели в разных компьютерах отличаются. Хотя основные разделы БИОС и принцип работы с ним одинаковы вне зависимости от компьютера.

Итак, БИОС — это набор микропрограмм, которые обеспечивают запуск компьютера, то есть загрузку операционной системы. БИОС вшит в ПЗУ. Операционная система, прикладные программы или пользовательские файлы находятся на внешнем запоминающем устройстве (ВЗУ или external storage). Разновидностей здесь довольно много и по мере эволюции компьютерной техники меняются и типы устройств. Чуть позже я более подробно остановлюсь на наиболее популярных в настоящее время.

Так как носители информации предназначены для хранения данных, то основной характеристикой этого типа устройств будет объем. Когда-то давно, когда компьютеры занимали целые комнаты, постоянным запоминающим устройством были перфокарты и магнитная лента. Я когда-то часами просиживал в вычислительном центре, начальником которого был мой отец и помню огромные бабины пленки и коробки с перфокартами, на которых заносилась информация.

Ну а дальше были дискеты и первые жесткие диски. Дискеты полностью были вытеснены оптическими дисками, которые сейчас также почти вышли из употребления и на замену им пришли более компактные и объемные флеш-носители, ну а жесткие диски по-прежнему в ходу и будут использоваться еще довольно продолжительное время. Именно жесткие диски чаще всего используются в качестве основного носителя информации, на который устанавливаются операционная система и пользовательские программы.

Ну а в следующей заметке речь пойдет о жестком диске, так как это устройство, пожалуй, является наиболее важным с пользовательской точки зрения.

Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector