Обеспечивает запуск компьютера оперативная память или постоянная память

Обновлено: 06.07.2024

Память с записью-считыванием– тип памяти, дающей возможность пользователю помимо считывания данных производить их исходную запись, стирание или обновление. К этому виду отнесена оперативная память.

Программы и данные во время непосредственного сеанса хранятся в основной памяти или оперативной памяти компьютера. Оперативная память состоит из ячеек памяти одной одинаковой длины. Каждая ячейка памяти включает элементы памяти, состояние каждого из которых соответствует одной двоичной цифре о или 1, т.е. одному биту. Совокупность нулей и единиц, хранящихся в элементах одной ячейки, представляет собой содержимое этой ячейки. При этом стандартный размер ячейки равен 8 битам и образует один байт информации. Байт является наименьшей адресуемой единицей оперативной памяти. Для идентификации ячеек в оперативной памяти каждой из них присваивается адрес, представляющий собой номер ячейки. Ячейки нумеруются числами из последовательного натурального ряда чисел.

Запись в память данных осуществляется подачей на шину адреса сигналов, соответствующих адресам ячеек, в которые помещаются данные из шины записи. При чтении данных из памяти по шине адреса передаются адреса читаемых ячеек, а сами данные из ячеек передаются по шине чтения.

Основное отличие оперативной памяти (RAM) от постоянной (ROM) состоит в возможности оперативного изменения содержимого всех ячеек памяти с помощью дополнительного управляющего сигнала записи WR. Каждая ячейка оперативной (статической) памяти представляет собой, по сути, регистр из триггерных ячеек, в который может быть записана информация и из которого можно информацию читать. Выбор того или иного регистра (той или иной ячейки памяти) производится с помощью кода адреса памяти. Поэтому при выключении питания вся информация из оперативной памяти пропадает (стирается), а при включении питания информация в оперативной памяти может быть произвольной.

Оперативная память бывает двух основных видов: с раздельными шинами входных и выходных данных и с двунаправленной шиной.

В постоянной памяти хранятся стандартные программы, записанные в микросхему памяти на заводе-изготовителе и не требующие изменений. ROM позволяет только считывать хранящиеся в ней данные. Информация в ROM сохраняется при выключении компьютера.

Когда-то в постоянной памяти простых компьютеров находился еще и интерпретатор языка BASIC, позволявший программировать на компьютере не загружаясь с внешних носителей информации.

Выделяют также и программируемую постоянную память, программируемое ПЗУ, ППЗУ -постоянная память или ПЗУ, в которых возможна запись или смена данных путем воздействия на носитель информации электрическими, магнитными и/или электромагнитными (в том числе ультрафиолетовыми или другими) полями под управлением специальной программы. Различают ППЗУ с однократной записью и стираемые ППЗУ (EPROM, Erasable PROM), в том числе: электрически программируемое ПЗУ; электрически стираемое программируемое ПЗУ, ЭСПЗУ. К стираемым ППЗУ относятся микросхемы флэш-памяти, отличающиеся высокой скоростью доступа и возможностью быстрого стирания данных.

В последние два десятилетия массовое производство персональных компьютеров и стремительный рост Интернета существенно ускорили становление информационного общества в развитых странах мира.

Внутренняя память компьютера делится на оперативную и постоянную. В отличие от внешней, которая представлена подключаемыми устройствами HDD, USB-флеш, SD-картами, оптическими дисками, она является одним из основных элементов системы, обеспечивающих ее работу. Устройства такого типа размещаются непосредственно на материнской плате и не требуют обращения к ним пользователя. Посмотрим, чем отличается оперативная память от постоянной.

Оперативная память (RAM) – энергозависимая изменяемая память с произвольным доступом, в которой хранятся данные, обрабатываемые процессором в конкретный момент времени. Реализуется в виде оперативных запоминающих устройств и часто называется просто ОЗУ.

Постоянная память (ROM) – энергонезависимая память, хранящая неизменяемые данные. Реализуется в виде распаянных на плате микросхем, которые называются постоянными запоминающими устройствами.

ПЗУ часто путают с накопителями, на которые записывают файлы пользователи. На самом деле эта память им недоступна: в ROM записаны BIOS и другие микропрограммы, предназначенные для управления взаимодействием аппаратных элементов, а в мобильных устройствах – еще и операционная система. Технически к ПЗУ также относятся и CD-ROM, магнитные ленты, перфокарты и прочие носители с единожды размещенной информацией, однако частью системы внутренней памяти компьютера они, конечно, не являются.

Сравнение

Представьте себе, что пишете, к примеру, доклад. Чтобы прочитать статью, вы встаете, подходите к шкафу, берете книгу или журнал, несете ее за стол, ищете информацию, закрываете, несете ее обратно, ставите на полку. И так раз за разом. Медленно и неудобно, особенно если шкаф в другой комнате. А если сесть за большой свободный рабочий стол? Вот здесь у вас лежат три журнала, открытые на нужных страницах, вот здесь – том энциклопедии, там методичка, а на мониторе – браузер со ссылками на литературу. Все доступно, только руку протяни и прочитай. Точно так же в оперативной памяти хранятся файлы запущенных программ и открытых документов. По сравнению с накопителями, даже самыми перспективными, ОЗУ гораздо быстрее, время обращения измеряется в наносекундах.

Оперативная память используется в операциях компьютера после его запуска и загрузки ОС. Из ПЗУ данные считываются преимущественно во время старта системы, а приложения к ним не обращаются. Запись информации в постоянную память может быть либо фабричной (собственно ROM), либо однократно программируемой (PROM, в быту манипуляция именуется «прошивкой»).

Основное техническое отличие оперативной памяти от постоянной – энергозависимость. С отключением питания ОЗУ полностью очищается от данных, сколько бы их ни было и какими бы важными они ни казались. Каждый хотя бы раз попадал в ситуацию, когда в процессе работы за компьютером внезапно отключался свет, и тогда изменения в документе, открытые странички в браузере, проигрывающееся видео не сохранялись. Это происходит потому, что до записи новой редакции во внешнюю память она хранится в памяти оперативной, которая, будучи обесточенной, обнуляется.

Постоянная память энергонезависима. Полное отключение энергии никак не влияет на ее содержимое, поэтому программы, запускаемые из ПЗУ (BIOS, POST, ОС) требуют лишь однократной записи.

Если сравнивать, к примеру, процесс набора текста в редакторе и заливку прошивки или обновления в смартфон, заметно, в чем разница между оперативной и постоянной памятью. Символы появляются на экране сразу (задействована RAM), а во втором случае потребуется несколько минут, а иногда и часы (пишется в ROM).

В современных системах используются твердотельные динамические ОЗУ (DRAM), выполненные в виде планок с распаянными на них микрочипами и контактами. Их можно извлекать и менять на другие, допустим, большего объема. ПЗУ размещаются непосредственно на плате, замене подлежат только в целях ремонта. Оперативная память может хранить до 64 Гб информации в одном модуле, вместительность одного чипа постоянной существенно меньше – несколько Мб.

Стационарные компьютеры и мобильные устройства (ноутбуки, планшеты, мобильные телефоны) могут быть в двух состояниях:

когда устройство включено и работает,
либо когда устройство выключено и не работает.

Непрерывно работать, вообще никогда не отключаясь, компьютеры и смартфоны не могут. Поэтому при каждом включении компьютер или мобильный телефон должен каким-то образом «вспомнить» свое состояние до выключения. И восстановить это состояние.

Иначе компьютеры и мобильные устройства были бы «одноразовыми». Они работали бы только до момента их первого выключения. А затем они навсегда бы «забывали» все то, что умели делать до выключения.

Зачем нужна память компьютерам и мобильным телефонам

Чтобы компьютеры и гаджеты «помнили», что они умеют делать, и что они должны делать во включенном состоянии, для этого в их составе есть память.

Именно в памяти устройства хранятся все необходимые сведения о том, что должен делать компьютер или мобильный телефон. В памяти находятся следующие данные:

операционная система для управления компьютером или мобильным устройством;
приложения (прикладные программы) для активного пользования компьютером или гаджетом;
различные файлы с данными (фотографии, тексты, видео, контакты, заметки и прочее).

Постоянная и оперативная память на компьютерах и в мобильных устройствах

Память устройства, которая не зависит от того, включено это устройство или нет, называют энергонезависимой памятью. Только в такой памяти могут храниться данные, когда устройство выключено.

Энергонезависимая память называется также постоянной (или иногда внутренней) памятью устройства.

– Если память «постоянная», то в ней никогда ничего не меняется?
– Нет. Постоянная память потому, что в ней все «постоянно» сохраняется при выключении компьютера или смартфона.

Как только мы включаем компьютер или гаджет, устройство из постоянной памяти «извлекает» программу своего запуска, и с ее помощью загружает операционную систему:

В компьютерах – это операционная система Windows (но может быть и другая система).
Для смартфонов и планшетов – чаще всего операционная система Андроид (хотя и тут могут быть иные варианты).
В «яблочных» компьютерах MAC, айфонах iPhone и планшетах iPAD – это операционная система iOS (здесь тоже бывают исключения).

Итак, загружается операционная система из постоянной памяти. Но куда она загружается? Так вот, для загрузки операционной системы служит так называемая оперативная память.

Почему «оперативная»? Да потому, что в отличие от постоянной памяти, в оперативной памяти «оперативная обстановка» меняется с калейдоскопической скоростью.

Про объёмы памяти компьютеров и гаджетов

От объёма оперативной памяти зависит количество запущенных программ и задач, которые может одновременно выполнить компьютер или гаджет.

Объем оперативной памяти компьютеров и гаджетов когда-то измеряли в килобайтах, затем перешли на мегабайты. А в настоящее время не редкость, когда размер оперативной памяти исчисляется десятками гигабайт. На очереди объёмы памяти в сотни гигабайт и даже единицы, а то и десятки терабайт (например, для серьезных серверов).

От объёма постоянной памяти зависит, сколько разных приложений и прикладных программ можно установить на компьютер или мобильный телефон, а также количество сохраненных фотографий, видео, фильмов, документов и других полезных файлов пользователя. Объёмы постоянной памяти современных устройств измеряются гигабайтами и терабайтами.

В компьютерах и ноутбуках могут применяться жесткие диски в качестве носителей постоянной памяти. В мобильных гаджетах, в основном, применяются специальные микросхемы памяти, надежно сохраняющие все данные при отключении электроэнергии. Технологии производства микросхем памяти постоянно совершенствуются. Поэтому в компьютерах и даже в серверах происходит активный переход с традиционных жестких дисков на микросхемы.

Почему оперативная память постоянно должна быть подключена к источнику электричества

В постоянную память однажды записывают операционную систему, приложения (программы), различные файлы данных. Затем в них могут, конечно, вноситься какие-то изменения и дополнения. Например, происходят обновления операционной системы. Но это бывает не часто и не постоянно. Поэтому от постоянной памяти не требуется высокая скорость работы – это не главная характеристика постоянной памяти.

Главное требование для постоянной памяти – это безупречное хранение данных даже при отключении от электропитания.

А вот в оперативной памяти работающая операционная система что-то меняет без преувеличения десятки и сотни миллионов (точнее, миллиардов!) раз в размещенных там данных.

Оперативная память должна обладать очень высокой скоростью записи и чтения данных, чтобы «не тормозить» работу компьютера или смартфона (планшета).

Высокая скорость работы оперативной памяти обеспечивается совершенно другими технологиями, чем технологии хранения данных в постоянной памяти. Такие скоростные технологии требуют постоянного подключения к источнику электропитания (220В или аккумуляторная батарея). Оперативная память должна быть энергозависимой, то есть она должна быть постоянно «под напряжением» и бесперебойно снабжаться электроэнергией.

По объемам (по мощности) потребления электрической энергии на первом месте, как правило, стоит процессор – основной элемент любого компьютера или мобильного гаджета. А на втором месте стоит оперативная память, которая тоже «с большим аппетитом» потребляет электроэнергию.

Благодаря энергетической «подпитке» оперативная память по своим техническим характеристикам несравнимо быстрее, чем энергонезависимая постоянная память устройства. Тем самым оперативная память задает тон в работе компьютера и телефона, обеспечивает их быструю работу «без тормозов» и зависаний.

Рис. 1. Примерно так выглядят микросхемы оперативной памяти компьютера. В мобильных гаджетах микросхемы будут значительно меньшего размера даже при сопоставимом с компьютером объеме памяти.

Оперативная память предназначена для хранения данных во время работы компьютера, ноутбука, планшета, смартфона, айфона, телефона. Все данные из оперативной памяти бесследно стираются при выключении устройства. Причем, данные стираются как при нормальном, так и при аварийном отключении компьютера или гаджета. Аварийно компьютер может отключиться, например, из-за отключения электроэнергии, питающей его, а мобильное устройство либо ноутбук – из-за полного разряда аккумуляторной батареи.

Как в оперативной памяти размещаются одновременно несколько работающих программ и приложений

Оперативная память современных устройств является достаточно объемной. Это необходимо, чтобы там можно было разместить несколько программ или приложений, работающих одновременно. Важный аспект работы оперативной памяти – это деление всей оперативной памяти на множество разделов. Такую работу проводят операционные системы компьютеров и гаджетов.

Процессор благодаря своей архитектуре и быстродействию может одновременно обслуживать несколько задач. По этой причине в оперативной памяти используется динамическое распределение памяти. При таком делении под каждую обрабатываемую процессором программу, приложение, задачу отводятся динамические разделы оперативной памяти.

Динамический характер работы оперативной памяти рассчитан на то, чтобы распоряжаться имеющейся памятью более эффективно и экономно. Операционная система может своевременно «изымать» «лишние» участки памяти у одних программ и «добавлять» дополнительные участки памяти другим программам в зависимости от их важности, объема обрабатываемой информации, срочности выполнения и т.п.

Приложение (прикладная программа) работает в пределах отведенного ей участка оперативной памяти. Оно не «видит» других приложений (программ), «не знает» об их наличии, и не представляет себе, что происходит в остальных разделах оперативной памяти. Такая автономность приложений в оперативной памяти позволяет сразу нескольким приложениям (программам) одновременно работать в компьютере или в мобильном телефоне, не мешая друг другу.

Почему могут зависать программы и приложения в оперативной памяти?

Причины могут быть самые разные. От банальной нехватки оперативной памяти, если ее мало, и она уже занята другими программами и приложениями. До сложных и непредсказуемых ошибок в программном коде приложений.

Зависания также могут быть из-за аппаратных сбоев, когда начинает отказывать оборудование, «железо». Например, из-за перегрева комплектующих компьютера или мобильного телефона, из-за технического брака. Не все компьютеры и гаджеты одинаковые и постоянно работоспособные. Попадаются среди них неисправные, у которых может что-то отказать, к сожалению.

Как бороться с частыми зависаниями программ и приложений на компьютере или смартфоне, планшете?

Первое, что желательно сделать, если зависания стали часто повторяться, это снизить нагрузку на компьютер или гаджет. Удалить из него «лишние» программы и файлы. Надо постараться сделать так, чтобы на компьютере или на мобильном устройстве одновременно работало как можно меньше программ и приложений.

Действия компьютера или мобильного гаджета при нехватке оперативной памяти и что делать пользователю

Оперативная память стоит относительно дорого. Поэтому в бюджетных моделях компьютеров и мобильных телефонов производители часто экономят на объеме оперативной памяти. Это значительно удешевляет стоимость устройства.

В дорогих гаджетах, компьютерах, ноутбуках, планшетах оперативной памяти значительно больше. Но даже если оперативной памяти много, то, как ни странно это звучит, ее может быть мало. Ведь память быстро израсходуется, если на компьютере или на мобильном телефоне

запустить одновременно много разных приложений,
открыть множество окон в браузерах,
запустить одновременно несколько мессенджеров
и т.п.

Все это расходует оперативную память.

Как только оперативная память подходит к концу, операционная система компьютера или гаджета «задумывается» о том, как бы ее расчистить. Автоматически запускаются всяческие процедуры по поиску «залежавшейся» в оперативной памяти информации и по ее сбросу, например, в специальную область постоянной памяти. На выполнение подобных процедур тратится драгоценное время работы процессора, задействуется оперативная и постоянная память. И всё это для того, чтобы лишь продолжить выполнение запущенных приложений.

В итоге – приложения «висят» в ожидании, пока операционная система решит проблему с дефицитом оперативной памяти. А пользователь вынужден ждать, когда то или иное приложение станет доступно.

Совсем плохо, когда программа или приложение изначально требует оперативной памяти больше, чем она есть в наличии на устройстве. Попытка установить и запустить, скажем, мощную игру, требующую оперативной памяти больше, чем есть на компьютере или на ноутбуке – это путь в никуда. Будут одни зависания и тормоза.

– А как операционная система может выделить приложению оперативной памяти больше, чем у нее есть в наличии?
– Да, никак!

В подобных приложениях (играх, программах) всегда есть описание требований к конфигурации компьютера (ноутбука). И их нужно смотреть перед установкой программы на компьютер, а также сравнивать с конфигурацией компьютера (ноутбука).

Достаточный объем оперативной памяти

Оперативной памяти должно быть достаточно для работы одновременно всех приложений (программ), которые требуются пользователю. В противном случае компьютеру или смартфону не хватит оперативной памяти, и он сильно замедлит свою работу. При этом не исключены подвисания и даже полные зависания вплоть до перезагрузки.

Если же оперативной памяти в устройстве мало, что называется, по определению, то не стоит запускать одновременно несколько приложений (программ). Все равно это не ускорит работу, а наоборот, только замедлит. Лучше работать в однозадачном режиме, по очереди запуская программы и приложения. В итоге получится все равно быстрее, чем бесконечно долго ждать, пока операционная система высвободит хоть небольшой кусочек оперативной памяти для одновременной работы сразу нескольких программ и приложений.

Можно ли увеличить размер оперативной памяти в компьютере или в мобильном телефоне

Рис. 2. Модуль оперативной памяти на материнской плате в компьютере

Размер оперативной памяти определяют микросхемы памяти, установленные в компьютере или в мобильном аппарате.

В стационарном (не переносном) компьютере есть возможность заменить микросхемы памяти с одних на другие. Например, можно попытаться вместо микросхем одного объема памяти поставить микросхемы другого, бОльшего объема памяти. Или можно увеличить число микросхем оперативной памяти, если это технически возможно. Тогда оперативная память может заметно вырасти.

В ноутбуках возможностей замены микросхем значительно меньше. Очень часто конструкция ноутбука не позволяет менять микросхемы памяти. Тогда увеличить объем оперативной памяти, увы, не получится.

Что же касается мобильных устройств: планшеты, смартфоны, айфоны и другие, то в них пока нет возможностей для увеличения (изменения) объема оперативной памяти. Мы покупаем эти устройства сразу с тем, что заложено в них внутри. Поменять на другой объем будет невозможно.

Как быть, если со временем перестает удовлетворять размер оперативной памяти мобильного телефона? Увы, выход пока один: приобретение нового устройства взамен теперь уже «технически» устаревшего телефона с маленьким объемом оперативной памяти.

Об увеличении объема постоянной памяти компьютера или мобильного телефона

В стационарных компьютерах, практически, всегда есть возможность подключить дополнительные внутренние или внешние жесткие диски, что значительно увеличивает размер постоянной памяти. Можно наращивать постоянную память в разы и даже на порядки.

В ноутбуках возможностей для установки внутренних жестких дисков очень мало, редко где это возможно. Чаще всего для ноутбуков подходит вариант подключения внешних жестких дисков, флешек, карт памяти. Подобное подключение дает прирост размера постоянной памяти в разы.

В смартфонах, работающих под операционной системой Андроид, весьма часто предусматривают места для установки карт памяти. И, начиная с операционной системы Андроид версии 6.0 и выше, именно на карты памяти можно устанавливать приложения. В более ранних версиях Андроида карты памяти использовались лишь для размещения данных, фотографий, текстов, видео и других файлов пользователя.

Применение карт памяти в Андроиде позволяет в несколько раз увеличивать объем постоянной памяти устройства.

А вот «яблочные» гаджеты такой возможности, как установка дополнительных карт памяти, не предоставляют. Там предлагается использовать облачные сервисы для расширения постоянной памяти. Правда, для этого нужно иметь хороший и стабильный скоростной интернет.

Все дополнительные устройства памяти, включая облачные сервисы от Apple, разумеется, стоят денег. Чем больше объем дополнительной памяти, тем она дороже.

Кстати, далеко не в любой компьютер, не в любой мобильный гаджет можно установить дополнительную память большого размера. Нужно предварительно ознакомиться с ограничениями, которые обычно публикуют на сайтах производителей. Иначе можно «выбросить деньги на ветер». А приобретенная дополнительная память может быть не распознана в компьютере или в мобильном телефоне. Либо будет распознана не вся новая память, а лишь ее мЕньшая часть.

Почему увеличение размера постоянной памяти не ускоряет компьютер или мобильный телефон

Увеличить оперативную память не всегда возможно. Однако производители компьютеров и мобильных устройств предусмотрели значительно больше возможностей для увеличения размера постоянной памяти устройств.

Увеличение размера постоянной памяти никак не отражается на производительности устройства.

Дополнительная постоянная память не приводит к ускорению работы операционной системы, программ и приложений. Скорее даже наоборот: чем больше постоянная память, тем больше приложений (программ) пользователь может установить в компьютер или в смартфон. А значит, тем больше будет соблазн все эти программы (приложения) запустить одновременно. Что в конечном итоге может привести к «тормозам» и «зависаниям».

Увеличение размера постоянной памяти дает возможность хранить на устройстве (в компьютере, в смартфоне, на планшете) больше фотографий, видео, текстов, других файлов данных. Дополнительная постоянная память позволяет устанавливать больше новых приложений и программ.

Но, к сожалению, рост постоянной памяти не влияет на увеличение скорости работы компьютера или мобильного гаджета. На скорость работы влияет в первую очередь мощность процессора устройства. И во вторую очередь – объем оперативной памяти.

Статья впервые опубликована 27.06.2011.
Последнее обновление 23.01.2020.

Сегодня мы поговорим о том месте, которое занимает в вашем цифровом устройстве каждый вид памяти. Та память, которую мы сегодня рассмотрим, именуется компьютерной, хотя и применяется не только в ПК, но и в других цифровых устройствах. Речь идет в том числе и о мобильных девайсах: смартфонах и планшетах, которые являются компьютерами по сути. Память служит для хранения данных и бывает нескольких типов. Некоторые типы памяти взаимозаменяемы. Другие же служат для выполнения совершенно различных задач. Проиллюстрируем написанное простым примером. И оперативная память и кеш процессора и флеш-карта вашего смартфона являются компьютерной памятью, хотя на первый взгляд между ними не так уж много общего. О системе памяти новой игровой консоли Xbox One мы недавно рассказывали довольно подробно. И хотя перед нами игровая консоль, ее память в полной мере компьютерная.

Какой бывает компьютерная память и в каких устройствах она используется?

Все виды компьютерной памяти можно разделить на две большие категории. Энергозависимая и энергонезависимая память. Энергозависимая память теряет все данные при отключении системы. Это происходит потому, что такая память требует постоянной энергетической подпитки и, как только подача электричества прекращается, она перестает функционировать. Энергонезависимая память сохраняет данные вне зависимости от того, включен ваш компьютер или нет. К примеру, большинство типов оперативной памяти относятся к энергозависимой категории.

Наиболее известные представители энергонезависимой категории это ПЗУ (постоянная память) и флеш-память, получившая в последнее время немалое распространение. В частности, карты памяти CompactFlash и SmartMedia.

Прежде всего просто перечислим основные виды компьютерной памяти и только потом начнем их рассматривать:

Оперативная память. Оперативное запоминающее устройство. ОЗУ, RAM
Постоянная память. Постоянное запоминающее устройство. ПЗУ, ROM
Кеш-память, Cache
Динамическая оперативная память. Dynamic RAM, DRAM
Статическая оперативная память. Static RAM, SRAM
Флеш-память, Flash memory
Память типа Memory Sticks в виде карт памяти для цифровых фотоаппаратов
Виртуальная память, Virtual memory
Видеопамять, Video memory
Базовая система ввода-вывода, БСВВ, BIOS

Как мы уже писали, память применяется не только в компьютерах, но и в иных цифровых устройствах. Тех «компьютероподобных» устройствах, которые для удобства изложения материала мы будем считать компьютерами, не отвлекаясь на постоянные обсуждения различий между ними. В частности, планшеты многие аналитики относят к компьютерам. Речь идет в том числе и о:

Сотовых телефонах
Смартфонах
Планшетах
Игровых консолях
Автомобильных радиоприемниках
Цифровых медиаплеерах
Телевизорах

Прежде, чем разбираться в том, как функционирует каждый вид памяти, поинтересуемся тем, как она вообще работает.

Иерархическая пирамида компьютерной памяти

С технической точки зрения, компьютерной памятью считается любой электронный накопитель. Быстрые накопители данных используются для временного хранения информации, которой следует быть «под рукой» у процессора. Если бы процессор вашего компьютера за любой нужной ему информацией обращался бы к жесткому диску, компьютер работал бы крайне медленно. Поэтому часть информации временно хранится в памяти, к которой процессор может получить доступ с более высокой скоростью.

Существует определенная иерархия компьютерной памяти. Место определенного вида памяти в ней означает ее «удаленность» от процессора. Чем «ближе» та или иная память к процессору, тем она, как правило, быстрее. Перед нами иерархическая пирамида компьютерной памяти, которая заслуживает подробного рассмотрения.

Вершиной пирамиды является регистр процессора.
За ним следует кеш-память первого (L1)
и второго уровня (L2)
Оперативная память делится на:
физическую и виртуальную
И кеш, и оперативная память являются временными хранилищами информации
Далее идут постоянные хранилища информации:
ПЗУ/BIOS; съемные диски; удаленные накопители (в локальной сети); жесткий диск
Подножие пирамиды образуют устройства ввода, к которым относятся:
клавиатура; мышь; подключаемые медиаустройства; сканер/камера/микрофон/видео; удаленные источники; другие источники

Процессор обращается к памяти в соответствии с ее местом в иерархии. Информация поступает с жесткого диска или устройства ввода (например, с клавиатуры) в оперативную память. Процессор сохраняет сегменты данных, к которой нужен быстрый доступ, в кеш-памяти. В регистре процессора содержатся специальные инструкции. К рассмотрению кеш-памяти и регистра процессора мы еще вернемся.

Роль оперативной памяти в общем «оркестре» компонентов компьютера

Работу компьютера следует рассматривать как «оркестр». «Музыкантами» в нем являются все его программные и аппаратные составляющие, в том числе центральный процессор, жесткий диск и операционная система, выполняющая, как известно нашим читателям, пять важнейших невидимых задач. Оперативная память, которую нередко называют просто «памятью» находится в числе наиболее важных компонентов компьютера. С того момента как вы включили компьютер и до того мгновения, когда вы его отключите, процессор будет непрерывно обращаться к памяти. Давайте рассмотрим типичный сценарий работы любого компьютера.

Вы включили компьютер. Он, в свою очередь, загрузил данные из постоянной памяти (ROM) и начал самотестирование при включении (power-on self-test, POST). Компьютер проверяет сам себя и определяет, исправен ли он и готов ли к новому трудовому сеансу. Целью этого этапа работы является проверка того, что все основные компоненты системы работают корректно. В ходе самотестирования контроллер памяти посредством быстрой операции чтения/записи проверяет все ячейки памяти на наличие или отсутствие ошибок. Процесс проверки выглядит так: бит информации записывается в память по определенному адресу, а затем считывается оттуда.

Компьютер загружает из ПЗУ базовую систему ввода-вывода, более известную по английской аббревиатуре BIOS. В этом «биосе» содержится базовая информация о накопителях, порядке загрузки, безопасности, автоматическом распознавании устройств (Plug and Play) и некоторые иные сведения.

Затем наступает черед загрузки операционной системы. Она загружается в оперативную память компьютера с жесткого диска (чаще всего в современном компьютере всё обстоит именно так, но возможны и иные сценарии). Важные компоненты операционной системы обычно находятся в оперативной памяти компьютера на протяжении всего времени работы с ним. Это дает центральному процессору возможность немедленного доступа к операционной системе, что повышает производительность и функциональность всего компьютера в целом.

Когда вы открываете приложение, оно записывается всё в ту же оперативную память. Объем памяти этого типа в наши дни хоть и велик, но при этом все равно значительно уступает ёмкости жесткого диска. В целях экономии оперативной памяти некоторые приложения записывают в нее только свои важнейшие компоненты, а остальные «подгружают» с жесткого диска по мере необходимости. Каждый файл, который загружается работающим приложением, тоже записывается в оперативную память.

Что происходит, когда вы сохраняете файл и закрываете приложение? Файл записывается на жесткий диск, а приложение «выталкивается» из оперативной памяти. То есть и само приложение, и связанные с ним файлы удаляются из оперативной памяти. Тем самым освобождается место для новой информации: других приложений и файлов. Если измененный файл не был сохранен перед удалением из временного хранилища, все изменения будут потеряны.

Из вышесказанного следует, что каждый раз, когда что-то загружается или открывается, оно помещается в оперативную память, то есть во временное хранилище данных. Центральному процессору проще получить доступ к информации из этого хранилища. Процессор запрашивает из оперативной памяти необходимые ему в процессе вычислений данные.

Всё это звучит несколько суховато и не дает полного представления о масштабах событий. Но поистине впечатляюще выглядит то, что в современных компьютерах обмен информацией между центральным процессором и оперативной памятью совершается миллионы раз в секунду.

Оперативная память — компонент ПК, который выполняет важную роль в системе. Ее еще называют ОЗУ, RAM или оперативкой. Когда работает ПК, в этой небольшой прямоугольной пластинке содержится машинный код, работающий в текущий момент времени, а также входные, выходные и промежуточные данные. Узнайте, для чего нужна оперативная память, что дает, какие ее функции и как она работает.

Как работает оперативная память?

Оперативная память — это динамическое хранилище временной информации ПК. Не путайте ее с постоянной памятью — жестким диском или твердотельным накопителем SSD. В отличие от HDD оперативке нужно электричество для хранения временной информации, которая удаляется после отключения от электросети.

ОЗУ — это приспособление, которое структурно напоминает соты пчел: оперативка поделена на ячейки, каждая из которых используется, чтобы хранить временные данные, направленные с внешних устройств.

Как же происходит рабочий процесс оперативки? Данные в системе преодолевают определенный путь:

Сначала они хранятся на внешних устройствах компьютера: флеш-накопителе, жестком диске или SSD.
Дальше данные поступают в оперативную память компьютера, которая перенаправляет их в ЦПУ для обработки.

Обмен информации между ЦПУ и ОЗУ происходит при помощи кэш-памяти (обмен напрямую выполняется крайне редко). Кэш-память — хранилище данных, часто запрашиваемых пользователем, небольшие участки локальной памяти. Она необходима, чтобы информация от RAM быстрее доставлялась в регистры CPU.

Внедрение кэш-памяти позволило устранить вынужденные простои процессора, поскольку его вычислительные способности намного выше оперативки и дисков. Это позволило в разы увеличить производительность всей компьютерной системы.

Учтите, что в оперативке данные хранятся временно. При поступлении новой информации в одну из ячеек одновременно и безвозвратно удаляется то, что в ней находилось.

Есть еще одна особенность работы ОЗУ. Память делится на разделы при помощи специального ПО, встроенного в ОС. Оперативка динамически распределяет память, чтобы экономно распоряжаться имеющимся объемом. Во время работы равномерно распределяются участки памяти между работающими задачами: от одних забирается лишнее, чтобы другим добавить необходимую память для нормальной работы.

Что такое оперативная память и для чего она нужна: Nur.kz

Для чего нужна оперативная память?

Многие пользователи, когда подбирают комплектующие для сборки нового ПК или модернизации уже имеющегося компьютера, не совсем понимают, что дает оперативная память. Как правило, подбор комплектующего заканчивается на выборе поколения DDR SDRAM, объема памяти, таймингов, тактовой частоты и бренда.

Зачем нужна оперативная память? Как уже выяснили, хранящиеся на накопителях данные попадают к центральному процессору через ОЗУ. В этом помогает кэш-память, в которую подкачиваются особые данные из оперативки. Их определяет специальный контроллер.

Оперативная память необходима компьютеру, чтобы он работал быстрее. Выделим главные особенности ОЗУ:

задает темп работы ПК при выполнении приложений. Чем больше объем у оперативки, тем быстрее выполняются задачи, необходимые в текущий момент времени пользователю;
обеспечивает общую эффективность работы всех компонентов и систем компьютера;
способствует одновременной работе с разными сложными проектами;
определяет скорость обновления кадров и способствует комфортному времяпрепровождению в играх (при нехватке памяти и тактовой частоты пользователь столкнется с фризами и плохим откликом).

Вы уже поняли из статьи, что такое оперативная память. Это важнейший компонент в любой компьютерной системе. ОЗУ — второе по быстродействию устройство после процессора, которое перенаправляет данные для обработки на ЦПУ.

Если заметили, что ПК притормаживает, интернет-страницы долго загружаются, а программы и игры с трудом запускаются, то обратите внимание на оперативную память: возможно, необходимо увеличить объем ОЗУ.

Узнавайте обо всем первыми

Подпишитесь и узнавайте о свежих новостях Казахстана, фото, видео и других эксклюзивах.

Читайте также: