Внутренняя память, в которой временно хранится информация, пока компьютер включен
Обновлено: 21.11.2024
Несмотря на то, что были приложены все усилия для соблюдения правил стиля цитирования, могут быть некоторые расхождения. Если у вас есть какие-либо вопросы, обратитесь к соответствующему руководству по стилю или другим источникам.
Наши редакторы рассмотрят то, что вы отправили, и решат, нужно ли пересматривать статью.
кэш-память, также называемая кэшем, дополнительная система памяти, которая временно хранит часто используемые инструкции и данные для более быстрой обработки центральным процессором (ЦП) компьютера. Кэш увеличивает и является расширением основной памяти компьютера. И основная память, и кэш-память являются внутренними запоминающими устройствами с произвольным доступом (ОЗУ), в которых используются полупроводниковые транзисторные схемы. Кэш хранит копию только наиболее часто используемой информации или программных кодов, хранящихся в основной памяти. Меньший объем кэш-памяти сокращает время, необходимое для поиска данных в нем и передачи их центральному процессору для обработки.
Когда процессор компьютера обращается к своей внутренней памяти, он сначала проверяет, хранится ли в кэше нужная ему информация. Если это так, кэш возвращает данные ЦП. Если информации нет в кэше, ЦП извлекает ее из основной памяти. Дисковая кэш-память работает аналогично, но кэш используется для хранения данных, которые недавно были записаны или извлечены с магнитного диска или другого внешнего устройства хранения.
Как Интернет перемещает информацию между компьютерами? Какая операционная система сделана Microsoft? Войдите в этот тест и проверьте свои знания о компьютерах и операционных системах.
Редакторы Британской энциклопедии Эта статья была недавно отредактирована и обновлена Эриком Грегерсеном.
Компьютеры хранят долговременные данные в двух местах: на своих накопителях и микросхемах памяти только для чтения на материнских платах, в которых хранится микропрограмма. Планки оперативной памяти предназначены для хранения процессором данных, необходимых программам во время их работы, но они не нужны после выхода из программ. Несмотря на то, что они предназначены только для временных данных, наличие достаточного объема оперативной памяти для рабочей нагрузки ваших компьютеров необходимо для их правильной работы.
Оперативная память
Оперативная память, как следует из ее названия, предназначена для хранения на вашем компьютере случайных данных, которые программы генерируют и используют в ходе своего выполнения. Вы можете думать об оперативной памяти как о черновой бумаге для своих программ. Точно так же, как вы выбрасываете лист бумаги, который используете для расчетов, после того, как получите окончательный результат, ваш компьютер игнорирует данные, которые он хранит в своей оперативной памяти, когда процессы завершены.
Ограничения
Оперативная память используется как для временного хранения, так и с технической точки зрения она предназначена только для временного хранения. Жесткий диск способен хранить информацию после выключения компьютера, а оперативная память — нет. Как только ваш компьютер выключится, все данные, которые были в вашей оперативной памяти, будут потеряны.
Переполнение
В некоторых операционных системах, таких как системы на базе UNIX и Windows, в качестве дополнительной временной памяти используется специальный раздел на жестком диске, называемый пространством подкачки. Когда на вашем компьютере заканчивается место для хранения временных данных на планках RAM, дополнительные данные перетекают в пространство подкачки. Процессору требуется больше времени для считывания данных с жесткого диска, чем из ОЗУ, но все же это приводит к более высокой производительности, чем система, полностью исчерпавшая пространство для временного хранения.
Производительность
Наличие памяти для временного хранения оказывает огромное влияние на работу вашего компьютера. Чем больше программ у вас запущено, тем больше временных данных должен хранить ваш компьютер. Когда на вашем компьютере заканчивается временное хранилище, определенные процессы должны быть остановлены, пока не освободится место. Вы увидите это на своем компьютере как вялую производительность, и ваша машина иногда зависает. Чем больше у вашего компьютера оперативной памяти для временного хранения, тем плавнее будет работать компьютер.
Мика МакДанниган пишет о политике и технологиях с 2007 года. Он пишет статьи о технологиях и политические статьи для различных студенческих организаций и блогов. Макданниган получил степень бакалавра искусств в области международных отношений в Калифорнийском университете в Дэвисе.
Основная цель памяти, будь то память человека или машины, — хранить информацию в течение определенного периода времени. Однако есть одна особенность человеческой памяти, по сравнению с машинной памятью, — это способность человеческой памяти забывать. Это может показаться недостатком для нас, людей, но мы должны учитывать тот факт, что существует очень мало вещей, которые мы можем запомнить. Компьютеры не забывают и не запоминают вещи так, как это делаем мы, люди. Они хранят информацию в виде двоичного кода. Это означает, что они либо что-то знают, либо нет (исключая отказ оборудования или повреждение данных). Теперь давайте посмотрим, как компьютер хранит информацию в различных типах памяти.
(Фото предоставлено Pixabay)
Рекомендуемое видео для вас:
Поведение памяти при отключении питания
Фундаментальное сходство между памятью человека и компьютера заключается в том, что у обоих есть два типа памяти. У человека различают кратковременную память и долговременную память. Краткосрочные воспоминания — это действия, которые вы недавно видели и которые требуют обработки. Долговременная память состоит из фактов, которые мы узнали, событий, которые мы пережили, и вещей, которые нам нужно помнить в течение длительного периода времени. Теперь, когда дело доходит до памяти компьютера, первым типом памяти является встроенная память (или основная память). Обычно известно, что эта память энергозависима, а это означает, что как только питание отключается, компьютер имеет тенденцию забывать хранящиеся в ней данные. Тип энергозависимой памяти — это RAM (оперативное запоминающее устройство). Именно здесь появляется вторичный тип памяти, известный как вспомогательная память. Мы можем рассматривать жесткий диск как яркий пример вспомогательной памяти. Эта память, в отличие от энергозависимой памяти, не стирается при отключении питания компьютера. Теперь давайте посмотрим и попробуем понять, как работают встроенная оперативная память и жесткие диски.
Внутренняя память
Что касается внутренней памяти, существует два типа: RAM (оперативное запоминающее устройство) и ROM (постоянное запоминающее устройство). Микросхемы оперативной памяти сохраняют информацию в своей памяти только до тех пор, пока не будет отключено питание. Поэтому он используется только для кратковременного хранения памяти. Микросхемы ПЗУ, с другой стороны, запоминают информацию независимо от того, выключено питание или нет. В ПЗУ запрограммирован набор инструкций, которые может прочитать только компьютер. На заводе ПЗУ используется для хранения таких вещей, как BIOS компьютера. BIOS управляет основными системными программами, такими как функции ввода/вывода, экран компьютера и клавиатура.
Оперативная память бывает двух видов: DRAM и SRAM. DRAM расшифровывается как Dynamic Random Access Memory, а SRAM расшифровывается как Static Random Access Memory. DRAM дешевле, чем SRAM. Он имеет более высокую плотность, чем SRAM, по отношению к объему памяти, который он может упаковать при том же размере, поэтому он используется для большей части внутренней памяти, которую вы найдете в ПК, игровых консолях и подобных устройствах. SRAM быстрее и потребляет меньше энергии, чем DRAM, и, учитывая ее более высокую стоимость и меньшую плотность, с большей вероятностью будет использоваться в небольших временных «рабочих памяти» (кэшах), которые являются частью внутренней или внешней памяти компьютера. SRAM широко используется в мобильных телефонах, где энергопотребление имеет первостепенное значение.
Что касается ПЗУ, то существует два типа: EPROM и EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ). Сегодняшние устройства в основном имеют EEPROM. EEPROM может хранить данные неограниченное время, но данные можно стереть, пропустив через нее электрический ток. EPROM использовался только в прошлом, но в современных устройствах он больше не используется. Причина этого в том, что для того, чтобы стереть память в СППЗУ, ее нужно тщательно удалить из схемы, а затем на нее нужно посветить сильным ультрафиолетом, чтобы удалить память.
Вспомогательная память
Вспомогательная память является статической памятью, что означает, что даже после отключения питания память остается нетронутой. Наиболее распространенным видом вспомогательной памяти являются жесткие диски и компакт-диски.Однако, глядя на долгую и захватывающую историю компьютерных запоминающих устройств, первым типом вспомогательных дисков на самом деле была дискета. Использовался с конца 70-х до середины 90-х. Это были маленькие тонкие круги из пластика, покрытые магнитным материалом, вращающиеся внутри прочных пластиковых корпусов, которые постепенно уменьшались в размерах примерно с 8 дюймов до 5,25 дюймов, вплоть до окончательного, самого популярного размера около 3,5 дюймов.
Следующим типом запоминающих устройств были Zip-накопители. Zip-накопители были похожи на гибкие диски, но хранили гораздо больше информации в сильно сжатой форме внутри объемных картриджей. В 1970-х и 1980-х годах микрокомпьютеры — предки современных компьютеров — часто хранили информацию с помощью кассет, точно таких же, как те, которые люди использовали тогда для воспроизведения музыки. Вы можете быть удивлены, узнав, что крупные компьютерные отделы до сих пор широко используют ленты для резервного копирования данных, в основном потому, что этот метод настолько прост и недорог. Неважно, что ленты работают медленно и последовательно, когда вы используете их для резервного копирования, потому что, как правило, вы хотите копировать и восстанавливать свои данные очень систематически, а время не обязательно так важно.
Таким образом, в заключение следует отметить, что различные методы хранения в памяти работают по-разному при отключении питания; некоторые стирают хранящиеся в них данные, а другие хранят их бесконечно!
Изучите множество устройств, предназначенных для увеличения емкости вашего цифрового хранилища, и узнайте, как они работают.
Емкость хранилища больше не зависит от физической емкости вашего компьютера. Существует множество вариантов хранения ваших файлов при сохранении места на вашем компьютере, телефоне или планшете. Если ваши устройства работают медленно и на них не хватает места, вы можете выгрузить файлы на физическое устройство хранения. Или, что еще лучше, используйте лучшие технологии хранения и сохраняйте файлы в облаке.
Облачное хранилище
Хотя облачное хранилище не является устройством как таковым, оно является новейшим и наиболее универсальным типом хранилища для компьютеров. «Облако» — это не одно место или объект, а огромная коллекция серверов, размещенных в центрах обработки данных по всему миру. Когда вы сохраняете документ в облаке, вы сохраняете его на этих серверах.
Поскольку облачное хранилище хранит все в Интернете, оно не использует дополнительное хранилище вашего компьютера, что позволяет вам экономить место.
Облачное хранилище обеспечивает значительно большую емкость по сравнению с USB-накопителями и другими физическими устройствами. Это избавляет вас от необходимости просматривать каждое устройство в поисках нужного файла.
Хотя внешние жесткие диски и твердотельные накопители когда-то пользовались популярностью из-за их портативности, они также уступают облачным хранилищам. Не так много карманных внешних жестких дисков. Хотя они меньше и легче, чем внутренний накопитель компьютера, они все же являются осязаемыми устройствами. Облако, с другой стороны, может быть с вами где угодно, не занимая физического места и не подвергаясь физическим уязвимостям внешнего диска.
Внешние устройства хранения также были популярны как быстрое решение для передачи файлов, но они полезны только в том случае, если у вас есть доступ к каждому физическому устройству. Облачные вычисления процветают, поскольку многие предприятия теперь работают удаленно. Вполне вероятно, что вы не стали бы отправлять USB-накопитель за границу, чтобы отправить коллеге большой файл. Облачное хранилище действует как мост между удаленными работниками, что упрощает совместную работу на расстоянии.
Если вы забудете принести на встречу жесткий диск с важными документами, вы ничего не сможете сделать, кроме как вернуться и взять его. Если вы вообще сломаете или потеряете жесткий диск, маловероятно, что вы когда-нибудь вернете эти данные. Этих рисков не существует для облачного хранилища — ваши данные зарезервированы и доступны в любое время и в любом месте, если у вас есть доступ к Интернету.
Благодаря онлайн-файлам Dropbox вы можете получить доступ к любому файлу в своем аккаунте с рабочего стола, не занимая место на жестком диске. Это похоже на локальное хранение ваших файлов — только они не занимают место на вашем диске. Сохранение всех ваших файлов в Dropbox означает, что они всегда доступны в один клик. Вы можете получить к ним доступ с любого устройства с подключением к Интернету и мгновенно поделиться ими.
Внешние устройства хранения
Помимо носителей данных, содержащихся в компьютере, существуют также цифровые устройства хранения, которые являются внешними по отношению к компьютерам. Они обычно используются для увеличения емкости хранилища на компьютере, на котором мало места, обеспечения большей мобильности или упрощения передачи файлов с одного устройства на другое.
А если вы хотите перенести файлы с внешних дисков в облако, вы можете использовать резервное копирование на внешний диск и получать доступ к своим файлам из любого места.
Внешние жесткие и твердотельные диски
В качестве внешних дисков можно использовать как жесткие диски, так и твердотельные накопители.Как правило, они предлагают наибольшую емкость среди внешних вариантов: внешние жесткие диски предлагают до 20 ТБ хранилища и (по разумной цене) внешние твердотельные накопители предлагают до 8 ТБ хранилища.
Внешние жесткие и твердотельные диски работают точно так же, как и их внутренние аналоги. Большинство внешних накопителей можно подключить к любому компьютеру; они не привязаны к одному устройству, поэтому являются достойным решением для передачи файлов между устройствами.
Устройства флэш-памяти
Мы упоминали флэш-память ранее при обсуждении твердотельных накопителей. Устройство флэш-памяти содержит триллионы взаимосвязанных ячеек флэш-памяти, в которых хранятся данные. Эти ячейки содержат миллионы транзисторов, которые при включении и выключении представляют 1 и 0 в двоичном коде, что позволяет компьютеру считывать и записывать информацию.
Одним из наиболее узнаваемых типов устройств флэш-памяти является USB-накопитель. Эти небольшие портативные запоминающие устройства, также известные как флэш-накопители или карты памяти, долгое время были популярным выбором в качестве дополнительного хранилища данных на компьютере. Прежде чем обмениваться файлами в Интернете стало легко и быстро, USB-накопители были необходимы для простого перемещения файлов с одного устройства на другое. Однако их можно использовать только на устройствах с портом USB. Большинство старых компьютеров имеют USB-порт, но для новых может потребоваться адаптер.
В наши дни флэш-накопитель USB может вмещать до 2 ТБ. Они обходятся дороже за гигабайт, чем внешний жесткий диск, но преобладают как простое и удобное решение для хранения и передачи небольших файлов.
Помимо USB-накопителей, устройства флэш-памяти также включают SD и карты памяти, которые вы узнаете как носитель данных, используемый в цифровых камерах.
Оптические запоминающие устройства
Компакт-диски, DVD-диски и диски Blu-Ray используются не только для воспроизведения музыки и видео — они также служат устройствами хранения данных. В совокупности они называются оптическими запоминающими устройствами или оптическими носителями.
Двоичный код хранится на этих дисках в виде крошечных выпуклостей вдоль дорожки, которая по спирали идет наружу от центра диска. Когда диск работает, он вращается с постоянной скоростью, а лазер внутри дисковода сканирует неровности на диске. То, как лазер отражает или отскакивает от удара, определяет, представляет ли он 0 или 1 в двоичном формате.
DVD имеет более плотную спиральную дорожку, чем компакт-диск, что позволяет хранить на нем больше данных, несмотря на тот же размер, а в приводах DVD используется более тонкий красный лазер, чем в приводах компакт-дисков. DVD-диски также позволяют использовать двойной слой для дальнейшего увеличения их емкости. Blu-Ray вывел вещи на новый уровень, сохраняя данные на нескольких слоях с еще меньшими выпуклостями, которые требуют еще более тонкого синего лазера для их чтения.
- CD-ROM, DVD-ROM и BD-ROM относятся к оптическим дискам, предназначенным только для чтения. Данные, записанные на них, являются постоянными и не могут быть удалены или перезаписаны. Вот почему их нельзя использовать в качестве личного хранилища. Вместо этого они обычно используются для программ установки программного обеспечения.
- Диски формата CD-R, DVD-R и BD-R можно записывать, но нельзя перезаписывать. Любые данные, которые вы сохраните на чистом записываемом диске, будут постоянно храниться на этом диске. Таким образом, они могут хранить данные, но не так гибки, как другие устройства хранения.
- CD-RW, DVD-RW и BD-RE можно перезаписывать. Это позволяет вам записывать на них новые данные и стирать с них ненужные данные сколько угодно. Их обогнали более новые технологии, такие как флэш-память, но CD-RW когда-то были лучшим выбором для внешнего хранилища. Большинство настольных компьютеров и многие ноутбуки оснащены дисководами для компакт-дисков или DVD-дисков.
CD может хранить до 700 МБ данных, DVD-DL — до 8,5 ГБ, а Blu-Ray — от 25 до 128 ГБ данных.
Диски
Хотя на данный момент они могут быть устаревшими, мы не можем обсуждать устройства хранения, не упомянув хотя бы скромную дискету, также известную как дискета. Дискеты были первыми широко доступными портативными съемными запоминающими устройствами. Вот почему большинство значков «Сохранить» выглядят именно так: они созданы по образцу дискеты. Они работают так же, как жесткие диски, но в гораздо меньших масштабах.
Емкость гибких дисков никогда не превышала 200 МБ до того, как CD-RW и флэш-накопители стали предпочтительными носителями информации. iMac был первым персональным компьютером, выпущенным без дисковода для гибких дисков в 1998 году. С этого момента более чем 30-летнее господство гибких дисков очень быстро пошло на убыль.
Хранение в компьютерных системах
Запоминающее устройство – это устройство, которое в основном используется для хранения данных. В каждом настольном компьютере, ноутбуке, планшете и смартфоне есть какое-то запоминающее устройство. Существуют также автономные внешние накопители, которые можно использовать на разных устройствах.
Хранилище необходимо не только для хранения файлов, но и для выполнения задач и приложений. Любой файл, который вы создаете или сохраняете на своем компьютере, сохраняется на запоминающем устройстве вашего компьютера.На этом устройстве хранения также хранятся все приложения и операционная система вашего компьютера.
По мере развития технологий устройства хранения данных также претерпели значительные изменения. В настоящее время устройства хранения данных бывают самых разных форм и размеров, и существует несколько различных типов устройств хранения данных, предназначенных для различных устройств и функций.
Запоминающее устройство также известно как носитель данных или носитель данных. Объем цифрового хранилища измеряется в мегабайтах (МБ), гигабайтах (ГБ) и, в наши дни, в терабайтах (ТБ).
Некоторые компьютерные запоминающие устройства могут хранить информацию постоянно, а другие — только временно. На каждом компьютере есть как первичная, так и вторичная память, при этом первичная память действует как кратковременная память компьютера, а вторичная — как долговременная память компьютера.
Основное хранилище: оперативная память (ОЗУ)
Оперативное запоминающее устройство, или ОЗУ, — это основное хранилище компьютера.
Когда вы работаете с файлом на своем компьютере, он временно сохраняет данные в вашей оперативной памяти. Оперативная память позволяет выполнять повседневные задачи, такие как открытие приложений, загрузка веб-страниц, редактирование документа или игра в игры. Это также позволяет вам переходить от одной задачи к другой, не теряя прогресса. По сути, чем больше объем оперативной памяти вашего компьютера, тем плавнее и быстрее вы сможете выполнять многозадачные задачи.
ОЗУ — это энергозависимая память, то есть в ней не может храниться информация после выключения системы. Например, если вы скопируете блок текста, перезагрузите компьютер, а затем попытаетесь вставить этот блок текста в документ, вы обнаружите, что ваш компьютер забыл скопированный текст. Это потому, что он был временно сохранен в вашей оперативной памяти.
Оперативная память позволяет компьютеру получать доступ к данным в случайном порядке и, таким образом, считывает и записывает их намного быстрее, чем дополнительная память компьютера.
Вторичное хранилище: жесткие диски (HDD) и твердотельные накопители (SSD)
Помимо оперативной памяти, на каждом компьютере есть еще один накопитель, который используется для долговременного хранения информации. Это вторичное хранилище. Любой файл, который вы создаете или загружаете, сохраняется во вторичном хранилище компьютера. В качестве вторичного хранилища в компьютерах используются два типа запоминающих устройств: HDD и SSD. В то время как жесткие диски являются более традиционными из двух, твердотельные накопители быстро обгоняют жесткие диски в качестве предпочтительной технологии для вторичного хранения.
Дополнительные устройства хранения часто являются съемными, поэтому вы можете заменить или обновить хранилище вашего компьютера или перенести свой накопитель на другой компьютер. Есть заметные исключения, например MacBook, в которых нет съемных носителей.
Жесткие диски (HDD)
Жесткий диск (HDD) — это исходный жесткий диск. Это магнитные запоминающие устройства, которые существуют с 1950-х годов, хотя со временем они совершенствовались.
Жесткий диск состоит из стопки вращающихся металлических дисков, известных как пластины. Каждый вращающийся диск состоит из триллионов крошечных фрагментов, которые можно намагничивать для представления битов (1 и 0 в двоичном коде). Приводной рычаг с головкой чтения/записи сканирует вращающиеся пластины и намагничивает фрагменты для записи цифровой информации на жесткий диск или обнаруживает магнитные заряды для считывания информации с него.
Жесткие диски используются для телерекордеров, серверов, а также для хранения данных на ноутбуках и ПК.
Твердотельные накопители (SSD)
Твердотельные накопители появились совсем недавно, в 90-х годах. SSD не полагаются на магниты и диски, вместо этого они используют тип флэш-памяти, называемый NAND. В SSD полупроводники хранят информацию, изменяя электрический ток цепей, содержащихся в накопителе. Это означает, что, в отличие от жестких дисков, для работы твердотельных накопителей не требуются движущиеся части.
Из-за этого твердотельные накопители не только работают быстрее и плавнее, чем жесткие диски (жестким дискам требуется больше времени для сбора информации из-за механической природы их пластин и головок), но и, как правило, служат дольше, чем жесткие диски (с таким количеством сложных движущихся частей, Жесткие диски уязвимы к повреждению и износу).
Помимо новых ПК и ноутбуков высокого класса, твердотельные накопители можно найти в смартфонах, планшетах и иногда в видеокамерах.
Лучший способ хранения больших объемов данных
Если на ваших устройствах заканчивается свободное место, пора поискать альтернативное запоминающее устройство. Даже на внешних запоминающих устройствах, таких как флэш-накопители, может закончиться свободное место, они могут сломаться или потеряться. Вот почему лучший способ хранить все ваши файлы — в облаке. Это безопаснее, быстрее и проще.
Читайте также: