что такое оперативное запоминающее устройство
Оперативное запоминающее устройство
Операти́вная па́мять (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — в информатике — память, часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию (jump, move и т. п.). Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.
В современных вычислительных устройствах, по типу исполнения различают два основных вида ОЗУ:
Таким образом, DRAM значительно дешевле SRAM, ее плотность значительно выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше битов, но при этом ее быстродействие очень низкое. SRAM, наоборот, является очень быстрой памятью, но зато и очень дорогой. В связи с чем обычную оперативную память строят на модулях DRAM, а SRAM используется при создании, например кэшей микропроцессоров всех уровней.
ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок, или входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.
Содержание
Пример структуры адресного пространства памяти на примере IBM PC
Основная область памяти
В область, называемую основной областью памяти (англ. conventional memory ), загружается таблица векторов прерываний, различные данные программы
Upper Memory Area
Upper Memory Area (UMA) занимает 384 Кбайт и используется для размещения информации об аппаратной части компьютера. Область условно делится на три области по 128 Кбайт. Первая область служит для видеопамяти. Через вторую область доступны верхней области с помощью специальных драйверов (например, EMM386.EXE, EMS.EXE, LIMEMS.EXE) и/или устройств расширения раньше использовалось для доступа к расширенной памяти через спецификацию расширенной памяти (англ. Expanded Memory Specification, EMS ). В современных компьютерах EMS практически не используется.
Дополнительная область памяти
Дополнительная память для 16-битных программ доступна через спецификацию дополнительной памяти (англ. eXtended Memory Specification, XMS ). Дополнительная память начинается с адресов выше первого мегабайта и её объём зависит от общего объёма оперативной памяти, установленной на компьютере.
High Memory Area
High Memory Area (HMA) — это область дополнительной памяти за первым мегабайтом размером 64 Кбайт минус 16 байт. Её появление было обусловлено ошибкой в процессоре 80286, в котором не отключалась 21-я линия адреса (а всего их в этом процессоре 24), в результате при обращении по адресам выше FFFF:000F обращение шло ко второму мегабайту памяти вместо начала первого мегабайта (как у 8086/8088). Таким образом, программы реального режима получили доступ к HMA.
Что такое оперативное запоминающее устройство
Операти́вная па́мять (также оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) — в информатике — память, часть системы памяти ЭВМ, в которую процессор может обратиться за одну операцию (jump, move и т. п.). Предназначена для временного хранения данных и команд, необходимых процессору для выполнения им операций. Оперативная память передаёт процессору данные непосредственно, либо через кэш-память. Каждая ячейка оперативной памяти имеет свой индивидуальный адрес.
В современных вычислительных устройствах, по типу исполнения различают два основных вида ОЗУ:
Таким образом, DRAM значительно дешевле SRAM, ее плотность значительно выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше битов, но при этом ее быстродействие очень низкое. SRAM, наоборот, является очень быстрой памятью, но зато и очень дорогой. В связи с чем обычную оперативную память строят на модулях DRAM, а SRAM используется при создании, например кэшей микропроцессоров всех уровней.
ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок, или входить в конструкцию однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.
Содержание
Пример структуры адресного пространства памяти на примере IBM PC
Основная область памяти
В область, называемую основной областью памяти (англ. conventional memory ), загружается таблица векторов прерываний, различные данные программы
Upper Memory Area
Upper Memory Area (UMA) занимает 384 Кбайт и используется для размещения информации об аппаратной части компьютера. Область условно делится на три области по 128 Кбайт. Первая область служит для видеопамяти. Через вторую область доступны верхней области с помощью специальных драйверов (например, EMM386.EXE, EMS.EXE, LIMEMS.EXE) и/или устройств расширения раньше использовалось для доступа к расширенной памяти через спецификацию расширенной памяти (англ. Expanded Memory Specification, EMS ). В современных компьютерах EMS практически не используется.
Дополнительная область памяти
Дополнительная память для 16-битных программ доступна через спецификацию дополнительной памяти (англ. eXtended Memory Specification, XMS ). Дополнительная память начинается с адресов выше первого мегабайта и её объём зависит от общего объёма оперативной памяти, установленной на компьютере.
High Memory Area
High Memory Area (HMA) — это область дополнительной памяти за первым мегабайтом размером 64 Кбайт минус 16 байт. Её появление было обусловлено ошибкой в процессоре 80286, в котором не отключалась 21-я линия адреса (а всего их в этом процессоре 24), в результате при обращении по адресам выше FFFF:000F обращение шло ко второму мегабайту памяти вместо начала первого мегабайта (как у 8086/8088). Таким образом, программы реального режима получили доступ к HMA.
Оперативная память
Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится:
Содержащиеся в оперативной памяти данные доступны только тогда, когда на модули памяти подаётся напряжение, то есть, компьютер включён. Пропадание на модулях памяти питания, даже кратковременное, приводит к искажению либо полному уничтожению данных в ОЗУ.
Энергосберегающие режимы работы материнской платы компьютера позволяют переводить его в режим «сна», что значительно сокращает уровень потребления компьютером электроэнергии. Для сохранения содержимого ОЗУ в таком случае, применяют запись содержимого оперативной памяти в специальный файл (в системе Windows XP он называется hiberfil.sys ).
В общем случае, оперативная память содержит данные операционной системы и запущенных на выполнение программ, поэтому от объёма оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер.
Оперативное запоминающее устройство, ОЗУ — техническое устройство, реализующее функции оперативной памяти.
ОЗУ может изготавливаться как отдельный блок или входить в конструкцию, например однокристальной ЭВМ или микроконтроллера.
Содержание
История
В 1834 году Чарльз Бэббидж начал разработку Аналитической машины. Одна из важных частей этой машины называлась «Склад» (store), и предназначалась для хранения промежуточных результатов вычислений. Результаты запоминались с использованием валов и шестерней.
ЭВМ первого поколения можно считать ещё экспериментальными, поэтому в них использовалось множество разновидностей запоминающих устройств: на ртутных линиях задержки, электронно-лучевых и электростатических трубках. В качестве оперативной памяти использовался также магнитный барабан: он обеспечивал достаточное для компьютеров тех времён быстродействие и использовался в качестве основной памяти для хранения программ и вводимых данных.
Второе поколение требовало более технологичных в производстве схем оперативной памяти. Наиболее распространённым видом памяти в то время стала память на магнитных сердечниках.
Начиная с третьего поколения большинство узлов компьютеров стали выполнять на микросхемах, в том числе и оперативную память. Наибольшее распространение получили два вида ОЗУ: на основе конденсаторов (динамическая память) и триггеров (статическая память). Оба этих вида памяти не способны сохранять данные при отключении питания — для этой цели используется Энергонезависимая память.
ОЗУ современных компьютеров
ОЗУ большинства современных компьютеров представляет собой модули динамической памяти, содержащие полупроводниковые ИС ЗУ, организованные по принципу устройств с произвольным доступом. Память динамического типа дешевле, чем статического, и её плотность выше, что позволяет на том же пространстве кремниевой подложки размещать больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим массовую оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кеш-памяти внутри микропроцессора.
Память динамического типа (англ. DRAM (Dynamic Random Access Memory) )
Экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариациях конденсаторов два). Такой вид памяти решает, во-первых, проблему дороговизны (один конденсатор и один транзистор дешевле нескольких транзисторов) и во-вторых, компактности (там, где в SRAM размещается один триггер, то есть один бит, можно уместить восемь конденсаторов и транзисторов). Есть и свои минусы. Во-первых, память на основе конденсаторов работает медленнее, поскольку если в SRAM изменение напряжения на входе триггера сразу же приводит к изменению его состояния, то для того чтобы установить в единицу один разряд (один бит) памяти на основе конденсатора, этот конденсатор нужно зарядить, а для того чтобы разряд установить в ноль, соответственно, разрядить. А это гораздо более длительные операции (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если конденсатор имеет весьма небольшие размеры. Второй существенный минус — конденсаторы склонны к «стеканию» заряда; проще говоря, со временем конденсаторы разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их ёмкость.
За то, что разряды в ней хранятся не статически, а «стекают» динамически во времени, память на конденсаторах получила своё название динамическая память. В связи с этим обстоятельством, дабы не потерять содержимое памяти, заряд конденсаторов для восстановления необходимо «регенерировать» через определённый интервал времени. Регенерация выполняется центральным микропроцессором или контроллером памяти, за определённое количество тактов считывания при адресации по строкам. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливаются все операции с памятью, это значительно снижает производительность данного вида ОЗУ.
Память статического типа (англ. SRAM (Static Random Access Memory) )
ОЗУ, которое не надо регенерировать (и обычно схемотехнически собранное на триггерах), называется статической памятью с произвольным доступом или просто статической памятью. Достоинство этого вида памяти — скорость. Поскольку триггеры собраны на вентилях, а время задержки вентиля очень мало, то и переключение состояния триггера происходит очень быстро. Данный вид памяти не лишён недостатков. Во-первых, группа транзисторов, входящих в состав триггера, обходится дороже, даже если они вытравляются миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов занимает гораздо больше места, поскольку между транзисторами, которые образуют триггер, должны быть вытравлены линии связи. Используется для организации сверхбыстрого ОЗУ, критичного к скорости работы.
Логическая структура памяти в IBM PC
В реальном режиме память делится на следующие участки:
Что такое оперативная память и оперативное запоминающее устройство
Частенько пользователь компьютера не понимает, что такое оперативная память, чем она может отличаться от ОЗУ, да и что такая аббревиатура значит, не говоря уже о путанице между терминами временная память и постоянная.
Что такое оперативная память и понятие оперативное запоминающее устройство
Оперативная память, так же, как и оперативное запоминающие устройство (ОЗУ) являются по смыслу определением примерно одного и того же, родственного, но всё же разница между ними есть, ведь оперативная память — это продукт модуля памяти или оперативного запоминающегося устройства.
Оперативная память, сама по себе, представляет область краткосрочного или по-другому временного хранения данных, как системных процессов операционной системы, так и процессов запущенного программного обеспечения компьютера, а вот модуль памяти (ОЗУ) – это уже устройство, конкретнее, плата с микросхемами. В простонародье частенько путают эти, казалось бы, отличающиеся термины.
Как работает оперативная память и зачем она нужна
Во время работы память оперативного запоминающегося устройства является временным буфером, в ней хранятся временные данные, процессы и т.д., между дисковыми накопителями и центральным процессором.
Вся информация: видео и аудио файлы, текстовые документы, изображения и фотографии, храниться на дисковом носителе, обычно это жёсткий диск и для использования информации, необходимо, что бы она была обработана центральным процессором. Для ускорения процесса загрузки и обработки данных процессором, между ним и постоянным запоминающим устройством, промежуточным звеном выступает именно оперативная память, которая во много раз увеличивает скорость передачи данных между этими компонентами компьютера.
Если информация обходила бы стороной оперативное запоминающее устройство, представленное в компьютере модулями (планками) памяти и записывалась бы сразу на жёсткий диск, то каждый процесс проходил бы на много дольше, по тому, что скорость обмена с жёстким диском очень низка, по сравнению со скоростью обмена с ОЗУ.
Для более глубокого понимания временной памяти, принцип которой на компьютере используется в ОЗУ, необходимо ознакомиться с примерами ниже.
Хорошим примером будет, является компьютерная игра. Только что установленная игра, не будучи запущенной, хранится на жёстком диске компьютера или твердотельном накопителе, в любом случае в постоянной памяти, и спокойно ожидает запуска. В этот момент такая программа как игра, не расходует ресурсы оперативного запоминающего устройства в виде памяти. Как только решение запустить игру, было принято, во временной памяти, а если быть точнее в оперативной, сразу же запускаются множество процессов и так в каждой программе.
Еще очень наглядным примером будет вырезанный текст, в такой офисной программе как Microsoft Word. Как только отрывок текста был выделен и вырезан, он оказывается в буфере обмена запущенного приложения и именно поэтому мы его ни где не сможем найти. Сам же буфер Word находится в оперативной памяти компьютера.
Важно знать, что модуль оперативной памяти является энергозависимым устройством и при выключении или перезагрузке компьютера вся хранящаяся информация, безвозвратно, исчезнет, а восстановить её так же как на жёстком диске не получится.
Сколько нужно оперативной памяти для нормальной работы компьютера
Объём оперативной памяти несомненно и прямым образом влияет на количество уже запущенный процессов программ и их корректную работу.
Чем больше в компьютере оперативной памяти, тем лучше, но на сколько правдиво это высказывание? На самом деле доля правды в этом высказывание несомненно есть, но зачем переизбыток оперативной памяти, столько, сколько на компьютере использоваться не будет? Поэтому, в целях, как практичности, так и экономии при правильном выборе комплектующих ПК нужно понимать, что на компьютере будет работать, какие приложения и программы, на сколько требовательные игры к системным ресурсам и т.д.
Если необходим конкретный ответ, то для офисного или домашнего компьютера хорошим признаком будет наличие от 2 до 4 гигабайт оперативной памяти, а для игрового ПК не менее 4 гигабайт, лучше если существует запас до 8 гигабайт. Многие желающих выделиться или действительно по необходимости, устанавливают 16 гигабайт оперативной памяти. Перед покупкой, не стоит забывать узнать какой максимальный размер памяти поддерживает материнская плата.
Как узнать имеющуюся оперативную память:
Как узнать разрядность операционной системы:
В том же окне, и по той же инструкции можно узнать тип операционной системы (разрядность).
Увеличение размера оперативной памяти компьютера путём установки модулей оперативной памяти
Если оперативной памяти на компьютере перестало хватать, временная информация сохраняется в файле подкачки операционной системы. Этот вариант работает, но как было указанно ранее, скорость обмена данными будет очень заниженной по сравнению с использованием памяти ОЗУ. К тому же самый дешёвый, а возможно и действенный способ модернизации персонального компьютера – это увеличение оперативной памяти, но при условии, что её действительно не хватает.
Так же следует понимать, что для компьютеров используются разные модули оперативной памяти, имеющие разные размеры так, например, на ноутбуке и неттопе планка будет меньше чем на стационарном компьютер. Так же могут или будут отличаться модули памяти для компьютеров, собранных в разное время.
Сам процесс установки модулей памяти не сложен, но следует придерживаться стандартных мер безопасности и аккуратности во время монтажа. Питание компьютера должно быть отключено.
На системной плате необходимо отогнуть зажимы с обеих сторон, потянув модуль в верх – он извлечётся из разъема, сделав тоже самое в обратном порядке ОЗУ можно считать установленным. Многие боятся устанавливать модули оперативной памяти самостоятельно, на самом деле зря, ведь установить её «не так» не получится, так как у разъема предусмотрен специальный ключ.
Так же, ключ предусмотрен и у модуля ОЗУ.
Желательно иметь одинаковые планки памяти, ведь они работают лучше, а если установлены разные планки, то на компьютере ОЗУ будет работать с параметрами самой медленной.
Информация, представленная об оперативном запоминающем устройстве и его памяти, тоже оперативной, является поверхностной, и может служить только для общего понимания их работы в компьютерной системе.