Память на компьютере: Виды компьютерной памяти

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. {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

Какая бывает память

Если хоти­те пони­мать, как рабо­та­ют ком­пью­те­ры, полез­но пони­мать, как устро­е­на их память. Когда вам будут гово­рить, что «не хва­та­ет памя­ти», вы буде­те точ­но знать, какой имен­но памя­ти не хва­та­ет и что с этим делать. 

Оперативная память

Ком­пью­тер, теле­фон или любое умное устрой­ство рабо­та­ет за счёт про­грамм. Про­грам­мы — это коман­ды для про­цес­со­ра. Что­бы про­цес­сор знал, какую коман­ду выпол­нить сле­ду­ю­щей, он дол­жен иметь под рукой всю про­грам­му. Для это­го про­грам­мы сидят в опе­ра­тив­ной памяти.

👉 Опе­ра­тив­ной память назы­ва­ет­ся пото­му, что доступ к ней дол­жен про­ис­хо­дить очень быст­ро и в любом поряд­ке. Пред­ставь­те, что это ваш рабо­чий стол: вы на него сло­жи­те все при­бо­ры и бума­ги, кото­рые нуж­ны для рабо­ты пря­мо сейчас. 

Тех­ни­че­ски опе­ра­тив­ная память — это мик­ро­схе­ма или, по-другому, чип. Для поль­зо­ва­те­лей она выгля­дит как чёр­ный пря­мо­уголь­ник, хотя сам этот пря­мо­уголь­ник — это лишь защит­ный кор­пус. Внут­ри под кор­пу­сом мас­си­вы из мил­ли­о­нов транзисторов.

Модуль опе­ра­тив­ной памя­ти, кото­рые встав­ля­ют в ком­пью­те­ры. Чёр­ные пря­мо­уголь­ни­ки (в том чис­ле под наклей­кой) — те самые чипы памя­ти. В каж­дом чипе — 512 МБ опе­ра­тив­ной памяти. 

Чем боль­ше объ­ём опе­ра­тив­ной памя­ти, тем про­ще ком­пью­те­ру запус­кать одно­вре­мен­но несколь­ко про­грамм. Если ком­пью­те­ру не хва­та­ет опе­ра­ти­вы, он либо об этом сооб­ща­ет, либо начи­на­ет скла­ди­ро­вать часть опе­ра­тив­ной памя­ти на диск, и тогда общая ско­рость рабо­ты снижается.  

Осо­бен­ность опе­ра­тив­ной памя­ти в том, что дан­ные в ней зави­сят от внеш­не­го элек­три­че­ства. Если ком­пью­тер выклю­чить, то всё содер­жи­мое опе­ра­тив­ной памя­ти исчез­нет. Поэто­му ком­пью­те­ру при вклю­че­нии тре­бу­ет­ся неко­то­рое вре­мя, что­бы всё загру­зить обрат­но и запу­стить все нуж­ные программы.

Жёсткий магнитный диск

В опе­ра­тив­ной памя­ти про­грам­мы не могут хра­нить­ся посто­ян­но, пото­му что она энер­го­за­ви­си­мая. Для дол­го­го хра­не­ния про­грамм и дан­ных исполь­зу­ют жёст­кие дис­ки. Если опе­ра­тив­ная память — это «рабо­чий стол», то жёст­кий диск — «книж­ный шкаф». 

Жёст­кий диск хра­нит дан­ные хоть во вклю­чён­ном, хоть в выклю­чен­ном состо­я­нии. Прин­цип дей­ствия про­стой: внут­ри кор­пу­са уста­нов­ле­ны метал­ли­че­ские дис­ки, кото­рые при рабо­те очень быст­ро вра­ща­ют­ся, а спе­ци­аль­ная маг­нит­ная голов­ка счи­ты­ва­ет или запи­сы­ва­ет на них дан­ные. Для это­го она намаг­ни­чи­ва­ет всё содер­жи­мое дис­ка по кру­гу, раз­де­ляя всё на мел­кие ради­у­сы, сек­то­ры и ячей­ки. Намаг­ни­чен­ная область — это 1, а нена­маг­ни­чен­ная — 0.

Прин­цип рабо­ты очень похож на то, как устро­ен вини­ло­вый про­иг­ры­ва­тель с пла­стин­ка­ми, толь­ко тут вме­сто иглы — малень­кий маг­нит, кото­рый может не толь­ко читать, но и запи­сы­вать дан­ные. Что­бы объ­ём хра­ни­мых дан­ных и ско­рость рабо­ты с ними была боль­ше, в жёст­кие дис­ки ста­вят одно­вре­мен­но несколь­ко пластин:

Жёст­кий диск со сня­той крыш­кой. Вид­ны 4 пла­сти­ны, счи­ты­ва­ю­щая голов­ка и боль­шой мощ­ный маг­нит в левом ниж­нем углу — он помо­га­ет намаг­ни­чи­вать нуж­ные участки. 

Жёст­кие дис­ки счи­та­ют­ся доволь­но дол­го­веч­ным спо­со­бом хра­не­ния: одна­жды намаг­ни­тив­шись, диск может хра­нить заряд 5—10 лет. Но со вре­ме­нем из-за кван­то­вых эффек­тов заряд теря­ет­ся, поэто­му для дол­го­веч­но­сти архив­ные жёст­кие дис­ки намаг­ни­чи­ва­ют зано­во каж­дые 3—5 лет. 

SSD-накопители

Что­бы уве­ли­чить ско­рость рабо­ты ком­пью­те­ра, вме­сто жёст­ких дис­ков исполь­зу­ют SSD-диски. Они тоже направ­ле­ны на то, что­бы дол­го хра­нить все дан­ные, но рабо­та­ют по дру­го­му принципу.

Вме­сто пла­стин с маг­ни­та­ми SSD-накопители исполь­зу­ют чипы флеш-памяти, похо­жие на чипы в обыч­ных флеш­ках. Толь­ко в SSD-накопителях исполь­зу­ют каче­ствен­ные, доро­гие и быст­рые чипы. 

Глав­ный минус SSD — цена. Если обыч­ный жёст­кий диск на 1 тера­байт мож­но купить за 3000 руб­лей, то SSD того же объ­ё­ма будет сто­ить при­мер­но в 3 раза доро­же. Поэто­му часто в ком­пью­те­ры ста­вят два дис­ка — SSD и обыч­ный. На SSD уста­нав­ли­ва­ет­ся опе­ра­ци­он­ная систе­ма и все рабо­чие фай­лы, а на обыч­ном хра­нят спра­воч­ную инфор­ма­цию, филь­мы, музы­ку и фото­гра­фии — то, к чему не нужен мгно­вен­ный доступ. 

SSD-диск на 256 гига­байт. Под­клю­ча­ет­ся к тем же разъ­ёмам, что и про­стой жёст­кий диск. 

SSD рас­шиф­ро­вы­ва­ет­ся как Solid State, то есть твер­до­тель­ный. Твёр­дые у него чипы памя­ти. Если обыч­ный жёст­кий диск име­ет внут­ри подвиж­ные эле­мен­ты, кото­рые лег­ко повре­дить из-за тряс­ки или уда­ров, то SSD убьёт толь­ко пуля или очень мощ­ный маг­нит­ный разряд.  

Компьютер тормозит. У меня мало памяти?

Ком­пью­тер может тор­мо­зить по мно­же­ству при­чин. Вот какие при­чи­ны могут быть свя­за­ны с памятью:

• Всю опе­ра­тив­ную память заня­ла про­жор­ли­вая или пло­хо опти­ми­зи­ро­ван­ная программа.
• На жёст­ком дис­ке не хва­та­ет места для вре­мен­ных файлов.
• SSD запол­нен почти пол­но­стью, отче­го он начи­на­ет есте­ствен­ным обра­зом тормозить.

Что делать: пере­за­гру­зить, очи­стить кор­зи­ну, поис­кать лиш­ние боль­шие файлы.

Телефон пишет, что не хватает места для новых фото. Пора менять? 

Чаще все­го доста­точ­но поуда­лять ста­рые видео, даже не фото. Одна фото­гра­фия зани­ма­ет не так мно­го места, как мину­та видео, поэто­му если нуж­но осво­бо­дить память — уда­ляй­те видео.

Если у вас Айфон, он авто­ма­ти­че­ски забо­тит­ся о том, что­бы чистить память: он в фоно­вом режи­ме отгру­жа­ет ваши ста­рые фото и видео в «обла­ко». Когда они нуж­ны, он их сам отту­да загру­зит. Но «обла­ко» тоже не рези­но­вое, поэто­му чисти­те память. 

Есть компьютер 8 ГБ и 16 ГБ памяти. Какой взять? 

Если есть воз­мож­ность взять поболь­ше памя­ти — бери­те. Если есть день­ги толь­ко на 8 ГБ, то это непри­ят­но, но несмертельно. 

Напри­мер, на ком­пью­те­ре, на кото­ром это пишет­ся, одно­вре­мен­но запу­ще­но несколь­ко вкла­док Гугл-документов, рабо­та­ет поч­та, гра­фи­че­ский редак­тор и Теле­грам. Вме­сте с опе­ра­ци­он­ной систе­мой это хозяй­ство зани­ма­ет 11 ГБ, из кото­рых 2 ГБ зани­ма­ет Телеграм. 

Если бы у ком­пью­те­ра было 8 ГБ, он бы начал в какой-то момент опти­ми­зи­ро­вать память, усып­лять фоно­вые про­грам­мы, скла­ды­вать часть памя­ти на диск. Отто­го, что у вас будет 8 ГБ, ком­пью­тер не умрёт. 

Раньше 8 ГБ считалось большим объёмом памяти. А сейчас?

А сей­час это сред­нень­кий такой объём. 

Со вре­ме­нем про­грам­мы и фай­лы ста­но­вят­ся жир­нее: в видео­ро­ли­ках боль­ше пик­се­лей, в про­грам­мах — боль­ше команд и вспо­мо­га­тель­ных фай­лов. Поэто­му один какой-нибудь совре­мен­ный чатик может зани­мать сей­час боль­ше памя­ти, чем огром­ный архи­тек­тур­ный софт лет 10 назад. Тако­ва цена прогресса. 

Можно ли самостоятельно обновить память в компьютере? 

В ста­ци­о­нар­ном — мож­но и нуж­но. Откру­чи­ва­е­те бол­ты, отсо­еди­ня­е­те про­во­да, заме­ня­е­те ком­по­нен­ты. Всё доволь­но лег­ко, самая непри­ят­ная часть про­цес­са — ско­пив­ша­я­ся пыль. 

В ноут­бу­ках чем даль­ше — тем это слож­нее. Напри­мер, лет пять назад мож­но было спо­кой­но снять крыш­ку ноут­бу­ка и заме­нить в нём и память, и жёст­кий диск. Сей­час память и SSD рас­па­я­ны на пла­те, поэто­му заме­нить их мож­но толь­ко в авто­ри­зо­ван­ном сер­вис­ном цен­тре, да и то не в каждом. 

Что лучше для телефона: больше оперативы или больше хранилища? 

В опе­ра­тив­ной памя­ти живут теку­щие про­грам­мы, поэто­му теле­фо­ны с кучей опе­ра­ти­вы нуж­ны для игр и слож­ных про­грамм (но кому они нуж­ны на теле­фоне?). А вот фото­гра­фии и видео живут в хра­ни­ли­ще. Чем его боль­ше, тем боль­ше фото и видео вы туда запишете.

Текст:
Миша Поля­нин

Редак­тор:
Мак­сим Ильяхов

Кор­рек­тор:
Ира Михе­е­ва

Иллю­стра­тор:
Даня Бер­ков­ский

Вёрст­ка:
Маша Дро­но­ва

Достав­ка:
Олег Веш­кур­цев

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.

Что такое память?

Обновлено: 12.06.2020, Computer Hope

Компьютер Память — это любое физическое устройство, способное хранить информацию временно, например RAM (оперативная память), или постоянно, например ROM (постоянная память). В устройствах памяти используются интегральные схемы и операционные системы, программное обеспечение и оборудование.

Как выглядит память компьютера?

Ниже приведен пример компьютерного модуля памяти DIMM объемом 512 МБ. Этот модуль памяти подключается к разъему памяти на материнской плате компьютера.

Энергозависимая и энергонезависимая память

Память может быть энергозависимой и энергонезависимой. Энергозависимая память — это память, содержимое которой теряется при отключении питания компьютера или оборудования. Компьютерная RAM является примером энергозависимой памяти. Вот почему, если ваш компьютер зависает или перезагружается во время работы с программой, вы теряете все, что не было сохранено. Энергонезависимая память , иногда сокращенно NVRAM, — это память, которая сохраняет свое содержимое даже при отключении питания.EPROM — это пример энергонезависимой памяти.

Что происходит с памятью при выключении компьютера?

Как упоминалось выше, поскольку RAM является энергозависимой памятью, когда компьютер теряет питание, все, что хранится в RAM, теряется. Например, при работе с документом он сохраняется в оперативной памяти. Если бы он был сохранен в энергонезависимой памяти (например, на жестком диске), он был бы утерян, если бы компьютер потерял питание.

Память не является дисковой памятью

Очень часто начинающие пользователи компьютеров не понимают, какие части в компьютере являются памятью.Хотя и жесткий диск, и ОЗУ являются памятью, более уместно называть ОЗУ «памятью» или «первичной памятью», а жесткий диск — «хранилищем» или «вторичным хранилищем».

Когда кто-то спрашивает, сколько памяти в вашем компьютере, часто это от 1 ГБ до 16 ГБ ОЗУ и несколько сотен гигабайт или даже терабайт на жестком диске. Другими словами, у вас всегда больше места на жестком диске, чем RAM.

Как используется память?

Когда программа, например ваш Интернет-браузер, открыта, она загружается с вашего жесткого диска и помещается в RAM.Этот процесс позволяет программе взаимодействовать с процессором на более высоких скоростях. Все, что вы сохраняете на свой компьютер, например изображения или видео, отправляется на жесткий диск для хранения.

Почему память важна или необходима для компьютера?

Каждое устройство в компьютере работает с разной скоростью, а память компьютера дает вашему компьютеру место для быстрого доступа к данным. Если бы ЦП пришлось ждать вторичного запоминающего устройства, например жесткого диска, компьютер был бы намного медленнее.

Типы памяти

Есть несколько типов памяти для компьютеров. Они перечислены ниже.

ROM

ПЗУ делятся на три категории:

RAM

Есть шесть типов RAM:

Все эти типы памяти попадают в общие категории SIMM или DIMM.

Аббревиатуры компьютеров, GDDR, объем памяти, термины памяти, память Optane, первичная память, устройство обработки, RAM, ReadyBoost, TSR, виртуальная память, энергозависимая память

Компьютерная память двух типов | Первичная и вторичная память

Память — это основная часть компьютеров, которые подразделяются на несколько типов.Память — лучшая часть для хранения информации, программ и т. Д. Для пользователей компьютеров. Компьютерная память предлагает несколько видов носителей, некоторые из них могут хранить данные временно, а некоторые — постоянно. Память состоит из инструкций и данных, сохраняемых в компьютер через центральный процессор (CPU).

типов компьютерной памяти:

Память — самый важный элемент компьютера, потому что компьютер не может выполнять простые задачи. Производительность компьютера в основном зависит от памяти и процессора.Память — это внутренний носитель данных компьютера, имеющий несколько названий, например, разделенных на два типа: основная память и дополнительная память.

1. Основная память / энергозависимая память.

2. Вторичная память / энергонезависимая память.

1. Первичная память / энергозависимая память:

Первичная память

также называется энергозависимой памятью, потому что память не может хранить данные постоянно. Первичная память: выберите любую часть памяти, если пользователь хочет сохранить данные в памяти, но она не может храниться постоянно в этом месте.У него также есть другое название — RAM.

Оперативная память (RAM):

Первичное хранилище называется памятью с произвольным доступом (RAM) из-за случайного выбора ячеек памяти. Он выполняет операции чтения и записи в памяти. Если во время доступа к памяти в системе произойдет сбой питания, вы навсегда потеряете свои данные. Итак, оперативная память — это энергозависимая память. Оперативная память подразделяется на следующие типы.

2. Вторичная память / энергонезависимая память:

Вторичная память — это внешняя и постоянная память, которая используется для хранения внешних носителей информации, таких как гибкие диски, магнитные диски, магнитные ленты и т. Д. Кэш-устройств.Вторичная память имеет дело со следующими типами компонентов.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ):

ROM — это постоянная память, которая предлагает огромные стандарты для сохранения данных. Но он работает только для чтения. Никаких потерь данных не происходит, когда происходит сбой питания во время работы памяти ROM в компьютерах.

ПЗУ

имеет несколько моделей, такие названия следующие.

1. PROM: Программируемое постоянное запоминающее устройство (PROM) поддерживает большие носители, но не может предлагать функции стирания в ПЗУ.Этот тип RO поддерживает микросхемы PROM для однократной записи данных и многократного чтения. Программы или инструкции, разработанные в PROM, не могут быть удалены другими программами.

2. EPROM: Стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство, предназначенное для восстановления проблем с PROM и ROM. Пользователи могут удалить данные EPROM, полностью пропустив ультрафиолетовый свет, и он стирает чип перепрограммирован.

3. EEPROM: электрически стираемое программируемое постоянное запоминающее устройство, аналогичное EPROM, но оно использует электрический луч для стирания данных в ROM.

Кэш-память: Оперативная память меньше, чем время доступа ЦП, поэтому производительность будет снижаться из-за меньшего времени доступа. Несоответствие скорости уменьшится за счет сохранения кэш-памяти. Основная память может хранить огромное количество данных, но кэш-память обычно небольшая и имеет низкую стоимость. Все типы внешних носителей, такие как магнитные диски, магнитные диски и т. Д., Хранятся в кэш-памяти, чтобы предоставить пользователям инструменты быстрого доступа.

Связанные

Компьютерная память | Britannica

Самыми ранними запоминающими устройствами были электромеханические переключатели или реле ( см. компьютеры: первый компьютер) и электронные лампы ( см. компьютеры: первые машины с хранимой программой). В конце 1940-х первые компьютеры с хранимыми программами использовали ультразвуковые волны в трубках с ртутью 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 последовательного доступа, такой как магнитная лента, в которой к каждой ячейке в последовательности необходимо обращаться до тех пор, 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 в ней 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, потому что чип 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 транзистор для 1 бита или 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.

компьютер | История, сети, операционные системы и факты

Компьютер , устройство для обработки, хранения и отображения информации.

компьютер

Портативный компьютер.

© Fatman73 / Fotolia

Популярные вопросы

Что такое компьютер?

Компьютер — это машина, которая может хранить и обрабатывать информацию. Большинство компьютеров полагаются на двоичную систему, которая использует две переменные, 0 и 1, для выполнения таких задач, как хранение данных, вычисление алгоритмов и отображение информации. Компьютеры бывают самых разных форм и размеров, от карманных смартфонов до суперкомпьютеров весом более 300 тонн.

Кто изобрел компьютер?

Какой компьютер самый мощный в мире?

По состоянию на июнь 2020 года самым мощным компьютером в мире является японский суперкомпьютер Fugaku, разработанный Riken и Fujitsu. Он использовался для моделирования симуляций COVID-19.

Как работают языки программирования?

Популярные современные языки программирования, такие как JavaScript и Python, работают через несколько форм парадигм программирования. Функциональное программирование, которое использует математические функции для выдачи выходных данных на основе ввода данных, является одним из наиболее распространенных способов использования кода для предоставления инструкций компьютеру.

Что умеют компьютеры?

Самые мощные компьютеры могут выполнять чрезвычайно сложные задачи, такие как моделирование экспериментов с ядерным оружием и прогнозирование развития изменения климата. Развитие квантовых компьютеров, машин, которые могут обрабатывать большое количество вычислений с помощью квантового параллелизма (производного от суперпозиции), могло бы выполнять еще более сложные задачи.

Сознательны ли компьютеры?

Способность компьютера обретать сознание — широко обсуждаемая тема.Некоторые утверждают, что сознание зависит от самосознания и способности мыслить, а это означает, что компьютеры обладают сознанием, потому что они распознают свое окружение и могут обрабатывать данные. Другие считают, что человеческое сознание никогда не может быть воспроизведено физическими процессами.

Компьютер когда-то означал человека, выполняющего вычисления, но теперь этот термин почти повсеместно относится к автоматизированному электронному оборудованию. Первый раздел статьи посвящен современным цифровым электронным компьютерам и их конструкции, составным частям и приложениям.Второй раздел посвящен истории вычислительной техники. Подробнее о компьютерной архитектуре, программном обеспечении и теории, см. информатика.

Основы вычислительной техники

Первые компьютеры использовались в основном для численных расчетов. Однако, поскольку любую информацию можно закодировать численно, люди вскоре поняли, что компьютеры способны обрабатывать информацию общего назначения. Их способность обрабатывать большие объемы данных расширила диапазон и точность прогнозов погоды.Их скорость позволила им принимать решения о маршрутизации телефонных соединений через сеть и управлять механическими системами, такими как автомобили, ядерные реакторы и роботизированные хирургические инструменты. Они также достаточно дешевы, чтобы встраивать их в бытовую технику и делать сушилки для одежды и рисоварки «умными». Компьютеры позволили нам задавать вопросы, которые раньше не могли быть заданы, и отвечать на них. Эти вопросы могут касаться последовательностей ДНК в генах, моделей активности на потребительском рынке или всех случаев использования слова в текстах, хранящихся в базе данных. Все чаще компьютеры также могут учиться и адаптироваться в процессе работы.

Компьютеры также имеют ограничения, некоторые из которых являются теоретическими. Например, есть неразрешимые предложения, истинность которых не может быть определена в рамках данного набора правил, таких как логическая структура компьютера. Поскольку не может существовать универсального алгоритмического метода для идентификации таких предложений, компьютер, которого попросили получить истинность такого предложения, будет (если не прервать его принудительно) бесконечно долго — состояние, известное как «проблема остановки».”( См. машина Тьюринга.) Другие ограничения отражают современные технологии. Человеческий разум умеет распознавать пространственные закономерности — например, легко различать человеческие лица, — но это сложная задача для компьютеров, которые должны обрабатывать информацию последовательно, а не улавливать детали в целом с первого взгляда. Еще одна проблемная область для компьютеров — это взаимодействие на естественном языке. Поскольку в обычном человеческом общении предполагается так много общих знаний и контекстной информации, исследователям еще предстоит решить проблему предоставления соответствующей информации универсальным программам на естественном языке.

Оформите подписку Britannica Premium и получите доступ к эксклюзивному контенту. Подпишитесь сейчас

Аналоговые компьютеры используют непрерывные физические величины для представления количественной информации. Сначала они представляли величины с механическими компонентами ( см. дифференциальный анализатор и интегратор), но после Второй мировой войны использовались напряжения; к 1960-м годам их в значительной степени заменили цифровые компьютеры. Тем не менее, аналоговые компьютеры и некоторые гибридные аналогово-цифровые системы продолжали использоваться в течение 1960-х годов в таких задачах, как моделирование самолетов и космических полетов.

Одним из преимуществ аналоговых вычислений является то, что можно относительно просто спроектировать и построить аналоговый компьютер для решения одной проблемы. Другое преимущество состоит в том, что аналоговые компьютеры часто могут представлять и решать проблему «в реальном времени»; то есть вычисления происходят с той же скоростью, что и моделируемая им система. Их основные недостатки заключаются в том, что аналоговые представления ограничены по точности — обычно несколько десятичных знаков, но меньше в сложных механизмах, — а устройства общего назначения дороги и их нелегко запрограммировать.

В отличие от аналоговых компьютеров, цифровые компьютеры представляют информацию в дискретной форме, обычно в виде последовательностей нулей и единиц (двоичных цифр или битов). Современная эра цифровых компьютеров началась в конце 1930-х — начале 1940-х годов в США, Великобритании и Германии. В первых устройствах использовались переключатели, работающие от электромагнитов (реле). Их программы хранились на перфоленте или картах, и у них было ограниченное внутреннее хранилище данных. Исторические разработки, см. В разделе «Изобретение современного компьютера».

В 1950-х и 60-х годах Unisys (производитель компьютеров UNIVAC), International Business Machines Corporation (IBM) и другие компании производили большие и дорогие компьютеры все большей мощности. Они использовались крупными корпорациями и правительственными исследовательскими лабораториями, как правило, как единственный компьютер в организации. В 1959 году компьютер IBM 1401 арендовали за 8000 долларов в месяц (первые машины IBM почти всегда сдавались в аренду, а не продавались), а в 1964 году самый большой компьютер IBM S / 360 стоил несколько миллионов долларов.

Эти компьютеры стали называть мэйнфреймами, хотя этот термин не стал общепринятым, пока не были построены компьютеры меньшего размера. Мэйнфреймы характеризовались наличием (для своего времени) больших возможностей хранения, быстрых компонентов и мощных вычислительных возможностей. Они были очень надежными, и, поскольку они часто удовлетворяли жизненно важные потребности в организации, они иногда были разработаны с резервными компонентами, которые позволяли им выдерживать частичные отказы. Поскольку это были сложные системы, ими управлял штат системных программистов, у которых только был доступ к компьютеру.Другие пользователи отправляли «пакетные задания» для выполнения по одному на мэйнфрейме.

Такие системы остаются важными сегодня, хотя они больше не являются единственным или даже основным центральным вычислительным ресурсом организации, которая обычно имеет сотни или тысячи персональных компьютеров (ПК). Теперь мэйнфреймы обеспечивают хранилище данных большой емкости для Интернет-серверов или, благодаря методам разделения времени, позволяют сотням или тысячам пользователей одновременно запускать программы. Из-за их текущих ролей эти компьютеры теперь называются серверами, а не мэйнфреймами.

Типы памяти компьютера — Tech Spirited

Компьютерная память — это физическое электронное устройство, которое используется для временного или постоянного хранения приложений и данных в соответствии с требованиями компьютера и / или его пользователя. Подробнее о различных типах компьютерной памяти…

В ходе случайного сеанса просмотра веб-страниц, когда вы щелкаете правой кнопкой мыши изображение и выбираете «сохранить изображение как», вы когда-нибудь задумывались, где именно оно сохраняется? Как его спасают? А почему не пропадает при выключении компа?

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию. Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

Компьютерная память отвечает за временное или постоянное хранение данных и приложений. Это позволяет человеку сохранять информацию, хранящуюся на компьютере. Без устройства / устройства памяти процессор не сможет найти место, необходимое для хранения вычислений и процессов. Существуют различные типы компьютерной памяти, которые могут быть установлены, в зависимости от фактических потребностей в работе и технических характеристик системы.

Компьютерная память в основном может быть разделена на два типа: первичная память и вторичная память .

ПЕРВИЧНАЯ ПАМЯТЬ

Первичная память (также называемая основной памятью) используется для немедленного доступа процессора к данным. Хотя первичная память демонстрирует более быструю обработку, она является дорогостоящей и поэтому не используется в основном для хранения данных. Большинство компьютерных систем по всему миру используют первичную память только для начальной загрузки и связанных целей, а также используют вторичные устройства памяти для хранения личных данных.

Первичную память

можно разделить на два типа — оперативную память (RAM) и постоянную память (ROM). ОЗУ сохраняет свое содержимое, пока включено питание. Чип RAM используется в качестве основной памяти в большинстве компьютеров сегодня. Однако более старые компьютеры (в 80-е годы) использовали устройства ROM (дискеты, магнитные ленты, скрепки или перфораторы; но чаще гибкие диски) в качестве механизма первичной памяти.

Оперативная память (RAM)

Оперативная память

RAM — это схема памяти в компьютерной системе, отвечающая за временное хранение данных, чтобы процессор мог оперативно обращаться к ним по мере необходимости.Он является энергозависимым по своей природе, что означает, что данные будут удалены после отключения питания устройства хранения. ОЗУ хранит данные случайным образом, а процессор обращается к этим данным случайным образом из запоминающего устройства ОЗУ. Информация, хранящаяся в ОЗУ, обычно загружается с жесткого диска компьютера и включает данные, относящиеся к операционной системе и определенным приложениям. Когда система выключена, RAM теряет всю сохраненную информацию. Однако данные остаются во вторичном хранилище и могут быть сохранены при повторном запуске системы.Некоторые из самых ранних компьютеров использовали формат компьютерной памяти с задержкой. Большинство современных компьютеров используют встроенную схему ОЗУ на материнской плате, которая считывает данные пакетами. Итак, современные устройства RAM не являются устройствами случайной памяти как таковые; это устройства с пакетным доступом к памяти, но термин «оперативная память» прижился в повседневном использовании.

В основном есть две формы RAM: статическая RAM (SRAM) и динамическая RAM (DRAM).

Статическая RAM: Самая дорогая из представленных, SRAM использует схему бистабильной фиксации для хранения одного бита каждый, и, следовательно, быстрее, чем ее аналог.Его высокая цена не позволяет широко использовать его в повседневных вычислительных машинах, но многие современные машины используют SRAM в качестве регистра кэш-памяти процессора.

Динамическая RAM: DRAM, широко используемая в современных компьютерах в качестве первичной памяти, работает медленнее, чем SRAM, но стоит недорого из-за того, что в ней используется спаренная сборка памяти, состоящая из одного транзистора и одного конденсатора.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ)

Хотите написать для нас? Что ж, мы ищем хороших писателей, которые хотят распространять информацию.Свяжитесь с нами, и мы поговорим …

Давайте работать вместе!

В отличие от RAM, ROM — это постоянная форма хранения. ПЗУ остается активным независимо от того, включено или выключено питание. Несмотря на это, ПЗУ использовалось (в редких случаях все еще используется) в качестве основного устройства для большинства компьютеров еще в 80-х. Это произошло потому, что устройства ROM не позволяют изменять данные, хранящиеся на них. Как следует из названия, данные могут быть доступны и прочитаны только пользователем, а не перезаписаны, обновлены или изменены.Это сделало его идеальным выбором в качестве загрузочного устройства для старых компьютеров, программируемых интерпретаторов и переносного носителя файлов ОС. Системные программы, хранящиеся на устройстве ROM, никогда не могли быть изменены и, следовательно, оставались безопасными для использования.

Память ПЗУ, используемая в современных компьютерах, предварительно запрограммирована производителем схемы и не может быть изменена пользователем. Основная причина, по которой ПЗУ не используются широко в современных компьютерных системах, связана с затратами на маскировку и поиск ошибок. Эти процессы очень дороги и практически исключают дешевое производство.

ПРИМЕЧАНИЕ:

Кэш — это тип ОЗУ, который изначально был реализован как механизм временного хранения, чтобы помочь перенаправить данные, которыми ранее манипулировал пользователь или машина. В конце концов, концепция кэша превратилась в временную, а также постоянную форму хранения для компьютера, а также для отдельных приложений. Большинство отдельных приложений в наши дни поддерживают свой собственный кеш, к которому может получить доступ процессор, а также пользователь, и могут поддерживаться столько времени, сколько требуется, без какого-либо риска потери данных.

ВТОРИЧНАЯ ПАМЯТЬ

Вторичная память доступна на запоминающих устройствах для постоянного хранения данных. Данные, хранящиеся на вторичном устройстве, сохраняются, даже если на него не подается питание. Эти данные можно переносить в большинстве случаев, они выглядят и выглядят одинаково на любой машине, независимо от того, где данные были впервые скопированы на вторичное запоминающее устройство.

В отличие от первичной памяти, вторичная память не имеет прямого доступа к компьютеру. Когда компьютеру необходимо запустить или выполнить приложение, хранящееся во вторичной памяти, он сначала переносит его на некоторое время в хранилище первичной памяти, чтобы контролировать и выполнять его выполнение.После завершения выполнения приложения процессор освобождает приложение и восстанавливает его данные управления и памяти с помощью вторичного устройства памяти.

Популярные устройства вторичной памяти включают жесткие диски, флэш-накопители (флэш-накопители, карты памяти и т. Д.) И zip-накопители. Пару десятилетий назад, когда революция «персональных компьютеров» (ПК) надвигалась, особенно в Америке, дискеты приобрели почти культовый статус среди пользователей ПК. В конце концов, гибкие диски были вытеснены более совершенной технологией — современной формой оптического привода, называемой компакт-диском или CD.По сравнению с дискетами компакт-диски были с большей скоростью и большим объемом памяти. В конечном итоге DVD вытеснили компакт-диски, благодаря их способности хранить почти в 4 раза больше данных. Хотя DVD по-прежнему широко используются, в настоящее время предпочтительными устройствами вторичного хранения являются портативные жесткие диски или флэш-накопители.

Пробойники

Основные методы хранения данных 50-х и 60-х годов, перфоленты и перфокарты стали устаревшими с появлением новых форматов хранения данных.

Перфоленты: Бумажная полоска толщиной 0,1 мм использовалась для хранения данных в виде перфорированных отверстий. Клавиатура использовалась для нанесения желаемого алфавита на ленту. Этот алфавит был изображен на ленте определенным номером и выбранным рисунком отверстий. Отдельный магнитофон использовался для отправки и получения этих лент для целей дистанционной связи. Для вычислительных целей сохраненные данные на магнитных лентах будут считаны встроенной декодирующей машиной процессора.

Перфокарты: В основном используются в текстильной и ткацкой промышленности. На перфокартах хранятся инструкции по эксплуатации машин. Ранние цифровые компьютеры сделали перфокарты популярными в качестве узлов для хранения данных. Их работа в значительной степени аналогична работе перфолент, за исключением того факта, что вместо бумажных полосок в этой технике используются карты размером примерно 3 дюйма × 7⅜ дюйма. Примерно в 1920-х и 1930-х годах IBM натолкнулась на серию инновационных карт, которые позволили предварительно перфорированным картам проверки данных и картам с возможностью чтения алфавитов, чисел и знаков (символов) на одной многоцелевой карте.

Магнитная лента

Магнитная лента как метод записи была изобретена в 1928 году. Она легла в основу магнитно-цифрового хранения информации. Эта форма хранения данных приобрела огромную популярность в 70-х годах, когда магнитные ленты наматывались на 10,6-дюймовые катушки. Устройство, используемое для операций чтения-записи на этих лентах, называется ленточным накопителем. До начала 1980-х накопители на магнитной ленте были огромными внешними устройствами. С появлением семейства картриджей с магнитной лентой IBM 3480 большая часть накопителя на магнитной ленте оказалась внутри центрального процессора.

При передаче данных со скоростью около 7200 символов в секунду магнитные ленты хранят данные в последовательном порядке, к которому также можно получить доступ только в последовательном порядке. Плотность и возможность хранения магнитной ленты давали ей готовое преимущество перед методами перфорированного хранения. Даже в 90-е годы, когда на рынке преобладали гибкие диски и компакт-диски, магнитные ленты пользовались большим успехом среди крупных корпораций в области хранения крупномасштабных данных. На рубеже веков, когда твердотельное хранилище данных взяло верх, магнитные ленты тоже потеряли связь с ними.

Дискета

В памяти гибких дисков используется тонкая пленка с пластиковым покрытием, покрытая магнитным материалом. Он закрыт защитной пластиковой крышкой. Первоначально разработанные IBM как недорогие устройства подачи микрокода в 1967 году, дискеты стали коммерчески доступными для населения в 1971 году.

Дискеты начинались как гигантские 8-дюймовые дискеты, а затем превратились в 5¼-дюймовые дискеты, а затем и на 3½-дюймовые.Дискеты можно легко назвать самыми популярными формами хранения данных, учитывая, что они были выпущены в 1971 году и широко использовались вплоть до конца 2000-х годов. Тот факт, что их доступность совпала с ростом популярности персональных компьютеров среди широкой публики, можно отнести к одной из основных причин его огромной популярности, другие — портативность, осуществимость, рентабельность и отсутствие лучших опций.

На сегодняшний день нет современных машин, интегрированных с дисководом для гибких дисков, хотя их популярность среди недорогих компаний по управлению данными остается неизменной.

Оптические приводы (CD / DVD)

Philips и Sony сотрудничали в 70-х годах над проектом по созданию нового цифрового аудиодиска. Это сотрудничество объединило технологии приводов оптических дисков, над которыми ранее работали по отдельности обе компании. Выпущенный в 1982-83 годах компакт-диск (CD) в конечном итоге превратился из аудиодиска в устройство для хранения данных.

Формат DVD (первоначально Digital Video Disc, но позже измененный на Digital Versatile Disc) был основан на формате CD и был разработан совместно Philips, Sony, Toshiba и Panasonic примерно в начале 90-х годов.Он был выпущен в 1995 году и сразу стал успешным благодаря тому, что он был такого же размера, как компакт-диск, но предлагал почти в 4 раза больше места для памяти. Хотя хранение данных не защищено, DVD в основном используются для записи / хранения / воспроизведения аудио и видео.

В конце 90-х годов популярность компакт-дисков резко упала. Хотя выпуск DVD уже вывел его из употребления у видео энтузиастов, его цели хранения аудио и данных также ослабли из-за развития технологий. Доступные портативные жесткие диски и флэш-накопители вытеснили компакт-диски как предпочтительную форму хранения данных.С другой стороны, легкая доступность MP3-плееров и легендарный рост популярности Apple iPod практически вытеснили аудио компакт-диски с рынка. DVD также нашел преемников в виде дисков HD DVD и Blu-ray и постепенно выводится из эксплуатации.

Жесткие диски

Преобладающий метод хранения данных в текущее время, жесткий диск состоит из быстро вращающихся дисков с магнитной головкой для чтения и записи данных.Доступ к данным может быть произвольным. Жесткие диски были представлены IBM (да, снова IBM!) Примерно в конце 1950-х годов для машин обработки транзакций в реальном времени. Несколько лет спустя IBM выпустила на рынок модель IBM 1311, которая была почти такой же большой, как посудомоечная машина, и могла хранить около 2 миллионов символов.

Со временем жесткие диски начали уменьшаться в размерах и увеличиваться в емкости. Жесткие диски продавались пользователям ПК и Mac в 80-х как внешнее устройство с портом SCSI на задней панели машин.Серия инноваций со стороны лидеров отрасли в 80-х и начале 90-х годов привела к интеграции жесткого диска в центральный процессор. Размер обычного жесткого диска для настольных ПК составляет 3,5 дюйма, для ноутбуков — 2,5 дюйма.

Поскольку портативность и удобство стали ключевыми словами в наше время, жесткие диски снова стали портативными. Внешние жесткие диски обычно используют механизм USB plug-and-play и очень экономичны. Современные внешние жесткие диски могут хранить до 2 терабайт данных.

Жесткие диски, похоже, скоро появятся.На данный момент лучшего варианта не предвидится, и можно легко предсказать, что жесткие диски будут продолжать оставаться предпочтительной формой хранения данных в ближайшие годы.

Флэш-накопители

Флэш-накопитель — это устройство хранения данных, которое использует флэш-память для хранения. Типичные по конструкции флэш-накопители легкие и компактные; и, следовательно, их легко переносить. Флэш-накопители работают от источника питания через USB-порт компьютера (порт, в который они вставлены).Данные на нем можно стереть и перепрограммировать в соответствии с требованиями пользователя. У него есть только определенное количество циклов стирания и записи, которое он может выдержать, после чего он создает тенденцию терять сохраненную информацию. Карты памяти и флэш-накопители USB — это некоторые режимы этого типа памяти. Низкая стоимость, минимальное энергопотребление и портативность делают флэш-накопители чрезвычайно востребованными и популярными в наше время.

Концепция компьютерной памяти развивалась с тех пор, как в 1946 году был создан первый электронный компьютер (ENIAC) с примитивным механизмом программирования, предварительно сохраненным только для чтения.ENIAC использовал функциональные таблицы для хранения инструкций. Максимальная емкость его памяти составляла 600 десятичных инструкций из двухсот цифр. То, как данные хранятся сегодня, и объемы, в которых они могут храниться сегодня, опережают это на миллион миль.

Управление памятью стало важной концепцией в учебнике каждого программиста. Корпорации и ученые-информатики продолжают изыскивать новые, более простые, легкие и рентабельные методы хранения в памяти, которые могут вместить все больший и больший объем данных, чем это возможно в настоящее время.Компьютерная память и ее развитие — это постоянный процесс, как и остальная технология. За последние несколько десятилетий он многократно изменился; ожидайте, что в ближайшие десятилетия она изменится многократно.

Системная память (типы памяти для вашего компьютера)

Системная память — это место, где компьютер хранит текущие программы и данные, которые используются. Существуют различные уровни компьютерной памяти, включая ПЗУ, ОЗУ, кэш, страницы и графику, каждый из которых имеет определенные цели для работы системы.В этом разделе основное внимание уделяется роли компьютерной памяти и стоящей за ней технологии.

Несмотря на то, что в современных ПК-системах память используется во многих различных формах, ее можно разделить на два основных типа: RAM и ROM. ПЗУ, или постоянная память для чтения, относительно невелико, но важно для работы компьютера. ПЗУ всегда находится на материнских платах, но все чаще встречается на видеокартах и ​​некоторых других картах расширения и периферийных устройствах. Вообщем ROM не меняется. Он формирует базовый набор инструкций для работы с аппаратным обеспечением в системе, а данные внутри остаются неизменными даже после выключения компьютера.ПЗУ можно обновить, но это делается редко и при необходимости. Если ПЗУ повреждено, компьютерная система просто не может работать.

ОЗУ

или оперативное запоминающее устройство является энергозависимым. Это означает, что он хранит данные только при наличии питания. Оперативная память постоянно изменяется по мере работы системы, обеспечивая хранение всех данных, необходимых для операционной системы и программного обеспечения. Из-за требований, предъявляемых к все более мощным операционным системам и программному обеспечению, требования к оперативной памяти системы со временем резко возросли.Например, на рубеже тысячелетий типичный компьютер может иметь всего 128 МБ ОЗУ, но в 2007 году компьютеры обычно поставляются с установленным 2 ГБ ОЗУ и могут включать видеокарты с собственными дополнительными 512 МБ ОЗУ и более.

Очевидно, что современные компьютеры имеют значительно больше памяти, чем первые ПК начала 80-х годов, и это повлияло на развитие архитектуры ПК. Проблема в том, что хранение и извлечение данных из большого блока памяти занимает больше времени, чем из маленького блока.При большом объеме памяти разница во времени между доступом к регистру и доступом к памяти очень велика, что привело к появлению дополнительных уровней кеш-памяти в иерархии хранилища.

При доступе к памяти быстрый процессор потребует от оперативной памяти очень много. В худшем случае ЦП может тратить зря тактовые циклы, пока он ожидает получения данных. Могут помочь более быстрые конструкции памяти и шины материнской платы, но с 1990-х годов «кэш-память» стала стандартом между основной памятью и процессором.Не только это, архитектура ЦП также эволюционировала и теперь включает в себя все более крупные внутренние кеши. Такая организация данных чрезвычайно сложна, и система использует хитроумные электронные средства управления, чтобы гарантировать, что данные, которые потребуются процессору в следующий раз, уже находятся в кэше, физически ближе к процессору и готовы к быстрому извлечению и обработке.

Читайте дальше, чтобы подробнее узнать о технологии, лежащей в основе компьютерной памяти, и о том, как развитие ОЗУ и ПЗУ позволило системам функционировать с, казалось бы, экспоненциально увеличивающейся мощностью.

Память DDR

Компоненты ПК | Процессоры (ЦП) | Хранение данных ПК | Мультимедиа на ПК | Ввод / вывод ПК | Связь | Мобильные вычисления

.