Статьи по компьютерам
Оперативная память

Оперативная память: коротко о главном. Часть 1

Оперативная память

В этой статье память рассматривается, как с логической, так и с физической точек зрения.
Здесь описаны микросхемы и модули памяти, которые можно установить в компьютере.
Кроме того, речь идет о структуре памяти, ее разбиении на области и о назначении этих областей.
Глава содержит много полезной информации, благодаря которой вы сможете использовать компьютер гораздо эффективнее.

Оперативная память — это рабочая область для процессора компьютера.
В ней во время работы хранятся программы и данные.
Оперативная память часто рассматривается как временное хранилище, потому что данные и программы в ней сохраняются только при включенном компьютере или до нажатия кнопки сброса (reset).

Перед выключением или нажатием кнопки сброса все данные, подвергнутые изменениям во время работы, необходимо сохранить на запоминающем устройстве, которое может хранить информацию постоянно (обычно это жесткий диск).

При новом включении питания сохраненная информация вновь может быть загружена в память.

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.
Однако иногда термин память относится также к внешним запоминающим устройствам, таким как диски и накопители на магнитной ленте.

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 по конкретным адресам памяти системы.

Новички часто путают оперативную память с памятью на диске, поскольку емкость устройств памяти обоих типов выражается в одинаковых единицах — мега- или гигабайтах.
Попытаемся объяснить связь между оперативной памятью и памятью на диске с помощью следующей простой аналогии.

Представьте себе небольшой офис, в котором некий сотрудник обрабатывает информацию, хранящуюся в картотеке.
В нашем примере шкаф с картотекой будет выполнять роль жесткого диска системы, где длительное время хранятся программы и данные.
Рабочий стол будет представлять оперативную память системы, которую в текущий момент обрабатывает сотрудник, — его действия подобны работе процессора.
Он имеет прямой доступ к любым документам, находящимся на столе.

Однако, прежде чем конкретный документ окажется на столе, его необходимо отыскать в шкафу.
Чем больше в офисе шкафов, тем больше документов можно в них хранить.
Если рабочий стол достаточно большой, можно одновременно работать с несколькими документами.

Добавление к системе жесткого диска подобно установке еще одного шкафа для хранения документов в офисе — компьютер может постоянно хранить большее количество информации.
Увеличение объема оперативной памяти в системе подобно установке большего рабочего стола — компьютер может работать с большим количеством программ и данных одновременно.

Впрочем, есть одно различие между хранением документов в офисе и файлов в компьютере: когда файл загружен в оперативную память, его копия все еще хранится на жестком диске.

Обратите внимание: поскольку невозможно постоянно хранить файлы в оперативной памяти, все измененные после загрузки в память файлы должны быть вновь сохранены на жестком диске перед выключением компьютера.
Если измененный файл не будет сохранен, то первоначальная копия файла на жестком диске останется неизменной.

Во время выполнения программы в оперативной памяти хранятся ее данные.
Микросхемы оперативной памяти (RAM) иногда называют энергозависимой памятью: после выключения компьютера данные, хранимые в них, будут потеряны, если они предварительно не были сохранены на диске или другом устройстве внешней памяти.
Чтобы избежать этого, некоторые приложения автоматически делают резервные копии данных.

Физически оперативная память в системе представляет собой набор микросхем или модулей, содержащих микросхемы, которые обычно подключаются к системной плате.
Эти микросхемы или модули могут иметь различные характеристики и, чтобы функционировать правильно, должны быть совместимы с системой, в которую устанавливаются.

Как и процессор, память — один из наиболее дорогих компонентов современного компьютера, хотя общая стоимость памяти в обычном настольном компьютере за последние несколько лет снизилась.
Но даже после падения цен память системы, как правило, стоит вдвое дороже, чем системная плата.
До обвального падения цен на память в середине 1996 года в течение многих лет цена одного мегабайта памяти держалась приблизительно на уровне 40 долларов.

Шестнадцать мегабайтов (в то время это типичная конфигурация) стоили более 600 долларов.
Фактически до середины 1996 года память была невероятно дорога: ее цена превышала стоимость слитка золота такого же веса.
К концу 1996 года цена одного мегабайта памяти снизилась приблизительно до 4 долларов.золота такого же веса.

Цены продолжали падать, и после главного обвального падения стоимость одного мегабайта не превышает полдоллара, или приблизительно 60 долларов за 128 МБайт (типичный объем ОЗУ).золота такого же веса.
Сегодня объем памяти компьютера раза в четыре превышает тот, который устанавливался несколько лет назад, в то время как стоимость памяти составляет примерно одну шестую часть стоимости компьютера.

Хотя память значительно подешевела, модернизировать ее приходится намного чаще, чем несколько лет назад.
В настоящее время новые типы памяти разрабатываются значительно быстрее, и вероятность того, что в новые компьютеры нельзя будет установить память устаревшего типа, как никогда велика.
Поэтому при замене системной платы зачастую приходится заменять и память.

В связи с этим при выборе типа устанавливаемой памяти следует все хорошо обдумать и просчитать, чтобы минимизировать затраты на будущую модернизацию (или ремонт).

В современных компьютерах используются запоминающие устройства трех основных типов.

ROM (Read Only Memory). Постоянное запоминающее устройство — ПЗУ, не способное выполнять операцию записи данных.

DRAM (Dynamic Random Access Memory). Динамическое запоминающее устройство с произвольным порядком выборки.

SRAM (Static RAM). Статическая оперативная память.

Большинство начинающих пользователей путают понятия «память» и «накопитель».
Это совершенно разные вещи.

Память — это набор ячеек для кратковременного хранения информации, а накопитель — устройство для ее долгосрочного хранения (жесткий диск, дискета для флоппи-дисковода и т. п.).
Память компьютера — это место, где осуществляется выполнение всех программ и обработка данных (в отличие от накопителя, который предназначен для хранения как самих программ, так и результатов их работы).

Такое разделение сделано, в основном, потому, что ни один дисковод или жесткий диск не может работать с такой скоростью, чтобы достаточно загружать процессор информацией для вычислений или успевать записывать промежуточные результаты.
Именно скорость обработки информации делает память основной точкой приложения деятельности процессора.
Вся информация, необходимая процессору, должна передаваться и обрабатываться на максимальной скорости.

Что нужно знать при выборе памяти?

Разумеется, ее скоростные характеристики.
Чем меньше время доступа к хранящейся в памяти, информации, тем выше скорость обработки этой информации и, значит, тем выше производительность компьютера.

За период существования компьютера IBM PC было выпущено немалое количество различных типов памяти.
Конкретный выбор ограничен типом памяти, который поддерживает имеющаяся материнская плата.
Материнские платы, как правило, могут работать только с определенным типом памяти.

Различие типов выражается не только во внутренней архитектуре, но и в конструктивном исполнении.
Дальнейший обзор основных типов памяти направлен на разъяснение реальных возможностей того или иного типа.
Если ваш компьютер оснащен устаревшей памятью и вы хотите поменять ее на более производительную, необходимо представлять, какие последствия может это иметь (например, придется заодно менять материнскую плату с процессором).

В IBM-совместимых компьютерах изначально было принято использовать динамическую память.
Для хранения информации в этой памяти необходимо постоянно обновлять ее содержимое.
В принципе, этот факт никак не влияет на выбор пользователя, потому что все разработанные спецификации используют в качестве основы именно этот тип памяти.

1 · 2
Статьи по компьютерам