Правда ли, что программа, работающая на компьютере, хранится в оперативной памяти?

Обновлено: 21.11.2024

Память микрокомпьютера — это место, где хранятся программы и данные, когда они в данный момент активно используются. Мы рассмотрим различные виды памяти, которые содержит ваш микрокомпьютер:

Оперативная память — это основной объем памяти вашего компьютера. Термин ОЗУ означает оперативную память , и он появился в первые дни существования компьютеров, когда мэйнфреймы имели два типа памяти: произвольный доступ, в котором любой бит памяти мог быть адресован в любой момент; и Последовательная память (например, данные, хранящиеся на ленте), где доступ к битам возможен только в определенном порядке. Вся память вашего компьютера имеет произвольный доступ, так что не беспокойтесь о последовательной памяти.

ОЗУ — это рабочая область вашего компьютера. Если на вашем компьютере больше оперативной памяти, он может одновременно открывать больше программ и документов большего размера. Это похоже на то, что у вас есть большой рабочий стол, на котором можно разложить рабочие документы, а не крошечный письменный стол. Документы, которые вы редактируете в данный момент (и программы, которые позволяет вам это делать на вашем компьютере), хранятся в оперативной памяти.

ОЗУ состоит из банков микрочиповых транзисторов, которые либо включены, либо выключены (обозначают 1 или ноль). Чипам оперативной памяти требуется постоянное питание, чтобы помнить, что в них хранится; прерывание питания даже на доли секунды (возможно, вызванное соседней молнией) может привести к потере содержимого ОЗУ. По этой причине оперативная память считается энергозависимой (от «легко испаряется»), и именно поэтому важно часто сохранять свою работу в более постоянном хранилище, например на жестком диске.

Конкретным типом ОЗУ, используемым вашим компьютером, может быть SDRAM (синхронная динамическая RAM), RDRAM (динамическая RAM Rambus) или DDR SDRAM (SDRAM с удвоенной скоростью передачи данных), но не беспокойтесь о деталях. Просто убедитесь, что вы приобрели правильный тип для вашей системы, когда покупаете больше оперативной памяти.

Оперативная память обычно устанавливается в разъемы на материнской плате в виде модулей DIMM (двухрядных модулей памяти), небольших печатных плат, на которых установлены микросхемы ОЗУ. Вы даже можете установить больше оперативной памяти на свой компьютер, но вы должны принять меры предосторожности, чтобы статическое электричество не повредило оперативную память или материнскую плату. Архитектура конкретной материнской платы ограничивает объем дополнительной оперативной памяти, которую вы можете добавить.

Размер оперативной памяти измеряется в байтах, килобайтах, мегабайтах и т. д., как описано в разделе, посвященном двоичным числам. Типичный компьютер 2004 года может иметь 512 МБ оперативной памяти.

Виртуальная память

Объем оперативной памяти ограничивает размер и количество одновременно открытых программ и файлов данных. Обычно вы не можете одновременно открыть две программы, каждая из которых требует 70 МБ ОЗУ, на компьютере с 128 МБ ОЗУ.

Однако современные операционные системы используют виртуальную память, чтобы обойти это препятствие. Если все сразу не помещается в ОЗУ, ОС может автоматически выгрузить неиспользуемые в данный момент данные на жесткий диск и подкачать все необходимые данные. Но это имеет свою цену! Жесткие диски (механические устройства) намного медленнее, чем оперативная память (электронная память), поэтому ваш компьютер будет работать намного медленнее при использовании виртуальной памяти. Если вы столкнетесь с этим, лучше просто купить больше оперативной памяти.

Микрокомпьютеры также имеют некоторое количество ПЗУ (памяти только для чтения) на материнской плате. ПЗУ не требуется питание, чтобы запомнить его содержимое, поэтому именно здесь компьютер хранит программы, необходимые для запуска (загрузки) компьютерной системы. (Инструкции нельзя хранить в ОЗУ, так как ОЗУ теряет свое содержимое, когда компьютер выключен; и их нельзя хранить на жестком диске, так как для простого чтения данных с жесткого диска требуются программы.)

При первом включении компьютера программа, хранящаяся в ПЗУ, передается процессору. Эта начальная программа проверяет, все ли в порядке, и ищет устройства хранения, на которых она может найти копию операционной системы; затем он загружает первую часть ОС в ОЗУ, а затем передает управление этой программе для завершения процесса загрузки.

Инструкции по запуску, хранящиеся в ПЗУ ПК, являются частью BIOS (базовой системы ввода-вывода). BIOS также содержит низкоуровневый интерфейсный код, необходимый для доступа к дискам, клавиатуре и простого вывода на дисплей.

Обратите внимание, что то, что мы называем «ПЗУ», в настоящее время в большинстве случаев хранится на микросхеме EEPROM (электрически стираемое программируемое ПЗУ). Материнская плата включает в себя специальную схему, которая позволяет при необходимости обновлять «постоянное» содержимое чипа, но это делается редко (EEPROM можно перезаписывать только ограниченное количество раз, но это ограничение может быть 10 000 раз) <. /p>

"КМОП-память" компьютера – это небольшой объем "полупостоянной" памяти, в которой могут храниться изменяемые данные, которые должны оставаться доступными, пока компьютер выключен. Небольшая батарея на материнской плате поддерживает работу CMOS при отключении питания.

В памяти CMOS (называемой PRAM или «RAM параметров» на Macintosh) может храниться такая информация, как жесткий диск или копия ОС, с которой вы хотите загрузиться, каковы настройки вашего монитора по умолчанию и т. д. BIOS собирает эту информацию и использует ее во время загрузки. Память CMOS также может хранить время и дату, чтобы ваш компьютер помнил их, даже когда питание было выключено. Если ваш компьютер не запоминает правильное время или не запоминает системные настройки, когда он выключен, возможно, потребуется заменить маленькую батарею.

Обратите внимание, что я использовал термин «память CMOS» в кавычках. КМОП (произносится «See-Moss») — это тип транзисторной памяти, которая требует очень мало энергии для хранения данных, поэтому этот тип чипов использовался в первые дни для хранения полупостоянных данных. Однако в настоящее время почти ВСЕ чипы вашего компьютера (например, ОЗУ) используют технологию CMOS, и (ирония) «полупостоянная память CMOS» во многих современных ПК НЕ хранится на чипах CMOS, а может использовать флэш-память ( своего рода EEPROM). Но термины «память CMOS» и «CMOS» по-прежнему используются для обозначения полупостоянной памяти.

Компьютеры и программное обеспечение идут рука об руку. Компьютеры сильны, потому что они могут делать много вещей, а программы — это то, как мы заставляем компьютеры делать все это.

Видео: что такое программирование?

Компьютерное оборудование

Центральный процессор (ЦП)
Основная память (оперативная память или ОЗУ)
Дополнительные устройства хранения
Устройства ввода
Устройства вывода

ЦП

ЦП — это сердце компьютера. Программа – это последовательность инструкций, хранящихся в оперативной памяти. Когда программа запускается, ЦП получает инструкции и выполняет или следует инструкциям.

Цикл выборки/декодирования/выполнения

fetch — получение следующей инструкции из основной памяти.
декодировать — определить, какую инструкцию выполнять.
выполнить — выполнить инструкцию.

Каждая программа заканчивается последовательностью основных инструкций, состоящих из арифметических и логических операций, а также операций управления потоком.

Арифметические и логические операции включают сложение, вычитание, умножение, деление и сравнение значений (равенство, меньше, больше).

Операции потока управления используются для определения следующей инструкции. Например, в зависимости от инструкции программа может пропустить или перейти к другой части списка инструкций.

Вы узнаете подробности о том, как ЦП обрабатывают инструкции в CS 271, Компьютерная архитектура и язык ассемблера.

Основная память

Основная память или ОЗУ используется для хранения программы во время ее выполнения и для хранения данных, с которыми работает программа.

Сведения об оперативной памяти

ЦП может быстро получить доступ к любому месту в ОЗУ.
ОЗУ называется энергозависимой памятью. В отличие от постоянного хранилища, когда компьютер выключается или когда программа завершает выполнение, значения, хранящиеся в ОЗУ, стираются.
ОЗУ делится на единицы хранения, называемые байтами. Байт — это последовательность из восьми битов.
Бит — это наименьший элемент ОЗУ, в нем хранится двоичная цифра, 0 или 1. Каждая программа и каждое значение данных на вашем компьютере хранится в виде последовательностей нулей и ls.

Дополнительное хранилище

Вторичное хранилище обеспечивает длительное и постоянное хранение. В отличие от оперативной памяти, данные, хранящиеся во вторичном хранилище, не исчезают при выключении или перезагрузке компьютера. Наиболее распространенной формой вторичного хранилища для больших компьютеров является дисковый накопитель, но компьютеры могут использовать и другие формы вторичного хранилища, например твердотельные накопители, в которых используются микросхемы памяти, сохраняющие значения данных без питания.

Как и в основной памяти, во вторичном хранилище также хранится информация в виде последовательностей нулей и единиц в виде битов и байтов.

Устройства ввода

Обычно мы думаем о клавиатурах и мышах, но устройства ввода могут включать в себя камеры, микрофоны и многие другие типы различных датчиков, когда вы начинаете думать о компьютерах, встроенных в автомобили, электронику и почти любое электрическое устройство.

Устройства вывода

Информация, которую компьютер отправляет во внешний мир, называется выводом. Если задействован человек, выходные данные обычно отправляются на устройство вывода, такое как экран компьютера или принтер. Не все программы будут выводить данные на устройство вывода. Вместо этого выходные данные могут быть отправлены по компьютерной сети или сохранены в базе данных.

Видео: аппаратное и программное обеспечение

Программы и языки программирования

Как сказано выше, программирование включает в себя создание набора инструкций, которым компьютер будет следовать, чтобы решить проблему или выполнить задачу. Давайте уточним нашу терминологию в этом разделе.

Алгоритмы

Алгоритм задает конечную последовательность четко определенных операций для решения конкретной проблемы или класса проблем.Шаги алгоритма можно описать разными способами, включая слова (также известные как естественный язык), блок-схемы, псевдокод (описанный ниже) и код языка программирования.

По мере увеличения сложности задач важно разрабатывать алгоритмы, которые будут эффективными (т. е. быстрыми) и правильными в том смысле, что они будут давать указанный результат для любых допустимых входных данных. На курсе CS 325 "Анализ алгоритмов" вы узнаете о методах анализа сложности и доказательства правильности.

Превращение алгоритмов в программы

Алгоритм может быть реализован на многих различных компьютерных языках, и одна программа может использовать или реализовывать множество различных алгоритмов. Например, вы можете использовать алгоритм сортировки для упорядочивания сообщений и алгоритм расшифровки для понимания сообщений.

Машинный код, язык ассемблера и компиляторы

ЦП компьютера выполняет инструкции вашей программы. Однако пока вы пишете программу на таком языке, как C++, процессор компьютера может следовать только инструкциям, закодированным как последовательность Os и s. Программный компилятор — это специальная программа, которая преобразует операторы, написанные на языке программирования, в двоичную форму (Os и s>, называемую машинным кодом. Поскольку нам трудно распознать последовательности 0 и 1, существует низкоуровневая (близкая к аппаратной ) язык программирования, называемый языком ассемблера, который использует короткие сокращения и шаблоны для описания того, что должен делать ЦП. Например, оператор ассемблера "MOV AL, 61h;" означает копирование следующего значения (61h, шестнадцатеричное представление 97) в ячейку памяти " АЛ".

Вы узнаете гораздо больше о машинном коде и языке ассемблера в CS 271, Архитектура компьютера и язык ассемблера.

Языки высокого уровня

В этом классе вы изучите C++, язык высокого уровня. Языки высокого уровня — это компьютерные языки, которые скрывают многие низкоуровневые детали компьютерной системы и, как правило, используют более естественные слова и символы по сравнению со словами, такими как «MOV», на языке ассемблера, который является языком низкого уровня.

C++ — один из многих языков высокого уровня. Чтобы увидеть текущую популярность всех компьютерных языков, перейдите в индекс TIOBE.

Исходный код, объектный код и исполняемый код

Исходный код

Когда вы начнете создавать программы в этом классе, вы будете создавать исходный код. Исходный код сохраняется в простом текстовом файле, называемом исходным файлом.

Преобразование исходного кода в исполняемый код

Ваш компьютер не понимает исходный код. Вы должны использовать компилятор для преобразования исходного кода в исполняемый код, который вы можете запустить и запустить на своем компьютере.

Во время преобразования исходного кода в исполняемый файл компилятор C++ создаст объектный код.

Исходный код преобразуется компилятором в так называемый объектный код. Объектный код программы на C++ сохраняется в файлах с суффиксом .o или .obj. На последнем этапе, называемом связыванием, объектные файлы объединяются с любыми библиотечными подпрограммами (подпрограммами, предоставленными языком для использования вами) для создания окончательного исполняемого файла с расширением .exe.

В зависимости от того, как вы компилируете свою программу, вы можете увидеть или не увидеть различные этапы преобразования исходных файлов в исполняемый файл. Например, во многих IDE (интегрированных средах разработки, таких как Visual Studio, Code:: Blocks или XCode) промежуточные шаги выполняются автоматически, поэтому вы можете нажать кнопку «сборка», и исполняемый файл будет создан.

Из чего состоит программа?

Языковые элементы

Большинство языков программирования включают следующие элементы.

Ключевые слова

Ключевые слова – это слова, имеющие особое значение в языке. Их можно использовать только по прямому назначению. Также известны как зарезервированные слова.

Определяемые программистом идентификаторы

Идентификаторы, определяемые программистом, — это слова, которые вы выбираете как программист для определения переменных или процедур программирования.

Операторы

Операторы выполняют операции над одним или несколькими операндами. Операнд — это часть данных. Различные арифметические символы, такие как +, * и /, являются примерами операторов.

Пунктуация

Знаки препинания отмечают начало или конец утверждения или отдельных элементов в списке.

Синтаксис

Правила, которые необходимо соблюдать при построении программы. Эти правила определяют, как вы можете комбинировать ключевые слова, определенные программистом идентификаторы, операторы и знаки препинания.

Специфика C++. Вы начнете изучать элементы языка, характерные для C++, в главе 2.

Строки и операторы

Мы часто думаем, что программы состоят из строк и операторов. Строка — это всего лишь одна строка в программе. Вы можете отображать номера строк в большинстве редакторов исходного кода IDE. В Visual Studio 2013 их необходимо включить, поскольку по умолчанию они отключены. Вы часто будете видеть ссылки на номера строк при компиляции программы и возникновении ошибки.

На снимке экрана показана программа с ошибкой. Когда программа была скомпилирована, выходные данные (серые окна выше) включали «source.cpp(B)», что указывало на то, что проблема была в строке 8 файла с именем source. цена за тысячу показов

Инструкция — это полная инструкция, которая заставляет компьютер выполнить какое-либо действие. Оператор может занимать более одной строки. Значение оператора станет более понятным, как только вы начнете программировать в главе 2.

Переменные

Ввод и вывод

Двумя наиболее важными факторами при программировании являются ввод и вывод. Многие программы, которые вы напишете для классных заданий, будут использовать ввод с клавиатуры. Программа запросит ввод, и вы наберете ответ. По мере прохождения программы обучения вы приобретете опыт работы с файлами, базами данных, веб-ресурсами и другими источниками ввода.

Во многих, если не во всех заданиях CS 161, вы будете направлять вывод программы на консоль. Вы не часто видите вывод консоли, если запускаете приложения в Windows или OS X, потому что эти типы прикладных программ используют графические пользовательские интерфейсы (GUI). Однако программирование с графическим интерфейсом добавляет гораздо больше работы по созданию программы, и наша работа в CS 161 состоит в том, чтобы научить вас основам программирования, поэтому мы будем придерживаться консольного вывода.

Пример вывода в консоль

Активность

Выберите хотя бы одно занятие, которое учащиеся могут активно вовлечь в изучение материала. Чем больше, тем лучше!

Просмотреть

Обобщите содержание раздела. Кроме того, не забудьте связать материал с тем, что будет дальше, чтобы помочь учащимся связать этот материал со следующим материалом.

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.

память компьютера, устройство, используемое для хранения данных или программ (последовательностей инструкций) на временной или постоянной основе для использования в электронном цифровом компьютере. Компьютеры представляют информацию в двоичном коде, записанном в виде последовательностей нулей и единиц. Каждая двоичная цифра (или «бит») может быть сохранена любой физической системой, которая может находиться в одном из двух устойчивых состояний, представляющих 0 и 1. Такая система называется бистабильной. Это может быть выключатель, электрический конденсатор, который может накапливать или терять заряд, магнит с полярностью вверх или вниз или поверхность, на которой может быть ямка или нет. Сегодня конденсаторы и транзисторы, работающие как крошечные электрические переключатели, используются для временного хранения, а для долговременного хранения используются либо диски, либо ленты с магнитным покрытием, либо пластиковые диски с узором из ямок.

Память компьютера делится на основную (или первичную) память и вспомогательную (или вторичную) память. Основная память содержит инструкции и данные во время выполнения программы, а вспомогательная память содержит данные и программы, которые в данный момент не используются, и обеспечивает долгосрочное хранение.

Виртуальная реальность используется только в игрушках? Использовались ли когда-нибудь роботы в бою? От компьютерных клавиатур до флэш-памяти — узнайте о гаджетах и технологиях с помощью этой викторины.

Основная память

Самыми ранними запоминающими устройствами были электромеханические переключатели или реле (см. компьютеры: первый компьютер) и электронные лампы (см. компьютеры: первая хранимая программа). машины). В конце 1940-х годов первые компьютеры с хранимой программой использовали в качестве основной памяти ультразвуковые волны в ртутных трубках или заряды в специальных электронных лампах. Последние были первой оперативной памятью (ОЗУ). ОЗУ содержит ячейки памяти, к которым можно получить прямой доступ для операций чтения и записи, в отличие от памяти с последовательным доступом, такой как магнитная лента, в которой необходимо последовательно обращаться к каждой ячейке, пока не будет найдена требуемая ячейка.

Магнитная память барабана

Магнитные барабаны с фиксированными головками чтения/записи для каждой из множества дорожек на внешней поверхности вращающегося цилиндра, покрытого ферромагнитным материалом, использовались как для основной, так и для вспомогательной памяти в 1950-х годах, хотя доступ к данным у них был последовательным. .

Память на магнитном сердечнике

Примерно в 1952 году была разработана первая относительно дешевая оперативная память: память на магнитных сердечниках, расположение крошечных ферритовых сердечников на проволочной сетке, через которую можно было направлять ток для изменения выравнивания отдельных сердечников. Из-за присущих ОЗУ преимуществ основная память была основной формой основной памяти, пока в конце 1960-х годов ее не вытеснила полупроводниковая память.

Полупроводниковая память

Существует два основных типа полупроводниковой памяти. Статическая RAM (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 физически она относительно велика. Он используется в основном для небольших объемов памяти, называемых регистрами, в центральном процессоре компьютера (ЦП) 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 нем меньше электрических компонентов, ячейка памяти DRAM меньше, чем SRAM. Однако доступ к его значению происходит медленнее, и, поскольку конденсаторы постепенно теряют заряд, хранящиеся значения необходимо перезаряжать примерно 50 раз в секунду. Тем не менее, DRAM обычно используется для основной памяти, потому что чип того же размера может вместить в несколько раз больше DRAM, чем SRAM.

Ячейки памяти в оперативной памяти имеют адреса. Обычно оперативную память организуют в «слова» от 8 до 64 бит или от 1 до 8 байт (8 бит = 1 байт). Размер слова обычно представляет собой количество битов, которые могут быть переданы за один раз между основной памятью и ЦП. Каждое слово и обычно каждый байт имеют адрес. Микросхема памяти должна иметь дополнительные схемы декодирования, которые выбирают набор ячеек хранения, находящихся по определенному адресу, и либо сохраняют значение по этому адресу, либо извлекают то, что там хранится. Основная память современного компьютера состоит из нескольких микросхем памяти, каждая из которых может содержать много мегабайт (миллионов байтов), а схема адресации выбирает соответствующую микросхему для каждого адреса. Кроме того, DRAM требует, чтобы схемы обнаруживали сохраненные значения и периодически обновляли их.

Для доступа к данным основной памяти требуется больше времени, чем процессору 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 справиться с этим несоответствием. ЦП имеют небольшое количество регистров, очень быструю SRAM, в которой хранятся текущие инструкции и данные, с которыми они работают. Кэш-память — это больший объем (до нескольких мегабайт) быстрой SRAM на кристалле ЦП. Данные и инструкции из основной памяти передаются в кэш-память, а поскольку программы часто демонстрируют «локальность ссылок», то есть они некоторое время выполняют одну и ту же последовательность инструкций в повторяющемся цикле и оперируют наборами связанных данных, ссылки на память могут помещаться в быстрый кэш после того, как в него будут скопированы значения 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 последующим 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), нельзя перезаписывать после изготовления или записи. Каждая ячейка памяти микросхемы ПЗУ имеет либо транзистор для 1 бита, либо ни одного для 0 бита. ПЗУ используются для программ, которые являются неотъемлемой частью 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, где запись требуется редко — например, если они используются для BIOS, их можно изменить для исправления ошибок или обновления функций.

Примечание редактора. Этот пост был первоначально опубликован в 2016 году и с тех пор обновлялся с учетом последней информации о ОЗУ и хранилище.

Недостаток памяти — одна из самых распространенных причин проблем с компьютером (и, так сказать, проблем с людьми). Но любой специалист службы технической поддержки скажет вам, что пользователи компьютеров часто не имеют четкого представления о различных типах памяти в своих компьютерах. Пользователи часто называют память и хранилище взаимозаменяемыми.

Итак, почему важно понимать разницу между хранилищем и памятью? Ответ сводится к производительности. Если ваш компьютер работает медленно или работает плохо, основной причиной может быть нехватка памяти или памяти. Поняв, как оба компонента обеспечивают работу вашего компьютера, вы сможете принять более взвешенное решение о том, какой компьютер купить (или имеет ли смысл подумать об обновлении).

Это еще не все. Имея четкое представление о различных компонентах компьютера, вы можете диагностировать проблемы с производительностью, влияющие на производительность вашего компьютера. Если проблемы возникают из-за нехватки места, добавление дополнительного хранилища — отличный способ повысить производительность.

Разница между памятью и хранилищем

Основная память вашего компьютера называется оперативной памятью (т. е. оперативной памятью). Вы можете думать об этом как о рабочем пространстве, которое компьютер использует для выполнения работы — стол, если хотите. Когда вы дважды щелкаете по приложению, открываете документ или делаете что-то еще, часть вашего «рабочего стола» закрывается и не может использоваться ничем другим. По мере того, как вы открываете больше файлов, это похоже на то, как будто на вашем столе появляется все больше и больше предметов. Использовать стол с несколькими файлами легко, но стол, заваленный кучей вещей, использовать сложно.

В дополнение к оперативной памяти ваш компьютер, вероятно, также имеет хранилище, например жесткий диск (HDD) или твердотельный накопитель (SSD), где данные записываются на длительный срок. Вы можете использовать его для хранения старых записей компании, таких как налоговая декларация пятилетней давности, вашей музыкальной коллекции и приложений, которые вы используете. Хранилище компьютера похоже на картотеку — место рядом с вашим рабочим местом, где вы можете получить информацию по мере необходимости.

Оперативная память энергозависима, то есть хранящаяся в ней информация исчезает при выключении питания или при перезагрузке компьютера. Хранилище другое — оно постоянное. Данные остаются записанными на диск до тех пор, пока они не будут стерты или пока не выйдет из строя носитель информации (подробнее об этом позже).

Что такое оперативная память?

Оперативная память представляет собой компьютерные микросхемы — интегральные схемы, — которые либо припаиваются непосредственно к основной логической плате вашего компьютера, либо устанавливаются в модули памяти, которые вставляются в разъемы на логической плате вашего компьютера.

К данным, хранящимся в ОЗУ, можно получить доступ почти мгновенно, независимо от того, в какой части памяти они хранятся, поэтому это происходит очень быстро — за миллисекунды. Оперативная память DDR4, один из новейших типов оперативной памяти, способна обеспечить максимальную скорость передачи данных 19200 МБ/с! Оперативная память имеет очень быстрый путь к центральному процессору компьютера (т. е. к центральному процессору), мозгу компьютера, который выполняет большую часть работы.

Узнайте, сколько у вас оперативной памяти

Выполните следующие действия, чтобы проверить, сколько оперативной памяти установлено на вашем компьютере. Начнем с компьютера Apple. Нажмите на меню Apple, а затем нажмите «Об этом Mac». На снимке экрана ниже мы видим, что компьютер имеет 16 ГБ ОЗУ.

Сколько оперативной памяти в Windows 10 (Панель управления > Система и безопасность > Система).

На компьютере с Windows 10 выполните следующие действия, чтобы узнать, сколько оперативной памяти у вас установлено. Откройте панель управления, нажав кнопку Windows и введя «панель управления», затем нажмите «Система и безопасность», а затем нажмите «Система». Найдите строку «Установленная память (ОЗУ)». На снимке экрана ниже видно, что на компьютере установлено 16 ГБ оперативной памяти.

Сколько оперативной памяти в Windows 10 (Панель управления > Система и безопасность > Система).

Если ваш компьютер устарел и его можно модернизировать, увеличение объема оперативной памяти может повысить производительность. В частности, больший объем оперативной памяти позволяет вам одновременно использовать больше приложений, документов и файлов большего размера.

Люди, которые работают с очень большими файлами, такими как большие базы данных, видео и изображения, могут значительно выиграть от увеличения объема оперативной памяти. Если вы регулярно используете большие файлы, стоит проверить, можно ли увеличить объем оперативной памяти вашего компьютера.

Что такое память компьютера?

Компьютерам требуется какое-то энергонезависимое хранилище — место, где данные могут оставаться, даже когда компьютер выключен, поэтому вам не нужно перезагружать и вводить все заново каждый раз, когда вы используете компьютер. В этом смысл наличия хранилища в дополнение к оперативной памяти.

Хранилище для подавляющего большинства используемых сегодня компьютеров состоит из жесткого диска или твердотельного накопителя. На дисках может быть много места, которое можно использовать для хранения приложений, документов, данных и всего остального, что вам нужно для работы (и для работы вашего компьютера).

Узнайте, сколько у вас места для хранения

Чтобы узнать, сколько свободного места у вас есть на компьютере Mac, выполните следующие действия. Нажмите на меню Apple, затем «Об этом Mac», а затем откройте «Хранилище». На снимке экрана ниже мы обвели кружком место, где отображается доступное хранилище.

Место на диске в Mac OS (Меню Apple > Об этом Mac > Хранилище).

На компьютере с Windows 10 также легко узнать, сколько свободного места у вас есть. Нажмите кнопку Windows и введите «файловый проводник». Когда откроется проводник, нажмите «Этот компьютер» в списке параметров на левой панели. На снимке экрана ниже мы обвели кружком место, где отображается доступное хранилище (в данном случае 200 ГБ).

Место на диске в Windows 10 (Этот ПК > Компьютер).

Как правило, хранилище работает медленнее, чем ОЗУ. Жесткие диски — это механические устройства, поэтому они не могут получать доступ к информации так же быстро, как память. В большинстве персональных компьютеров для хранения данных используется интерфейс Serial ATA (SATA), который работает медленнее, чем оперативная память.

Так зачем вообще использовать жесткие диски? Ну, они дешевые и доступные. И это еще не все: хранение данных на компьютере становится быстрее благодаря популярности твердотельных накопителей.

Твердотельные накопители намного быстрее жестких дисков, поскольку в них используются интегральные схемы. В твердотельных накопителях для хранения данных используется особый тип схемы памяти, называемой энергонезависимой оперативной памятью (NVRAM), поэтому все остается на своих местах, даже когда компьютер выключен.

Несмотря на то, что в твердотельных накопителях используются микросхемы памяти, а не механические пластины, которые необходимо считывать последовательно, они все же медленнее, чем оперативная память. Есть две причины такой разницы в скорости. Во-первых, микросхемы памяти в твердотельных накопителях работают медленнее, чем в оперативной памяти. Во-вторых, узким местом является интерфейс, соединяющий запоминающее устройство с компьютером. Для сравнения, оперативная память имеет гораздо более быстрый интерфейс.

Как ОЗУ и хранилище влияют на производительность вашего компьютера

ОЗУ

Для большинства повседневных целей использования компьютеров — электронной почты, написания документов, работы в Интернете или просмотра Netflix — оперативной памяти, поставляемой с нашим компьютером, достаточно. В будущем вам, возможно, потребуется добавить еще немного памяти, чтобы не отставать от новых приложений и операционных систем.

В некоторых случаях увеличение оперативной памяти оправдано. Например, редактирование видео и изображений с высоким разрешением занимает много памяти. Кроме того, для высококачественной аудиозаписи и редактирования, а также для некоторых научных работ требуется значительный объем оперативной памяти.

Однако не на всех компьютерах можно увеличить объем оперативной памяти. Например, Chromebook имеет фиксированную оперативную память — вы не можете установить больше. В следующий раз, когда вы будете покупать новый компьютер, получите ответы на важные вопросы о памяти. Для начала узнайте, сколько оперативной памяти установлено на компьютере. Во-вторых, определите, можно ли увеличить объем оперативной памяти компьютера.

Когда оперативная память вашего компьютера заполнена, ваш компьютер должен проявить творческий подход, чтобы продолжать работать. В частности, ваш компьютер начинает временно использовать ваш жесткий диск или твердотельный накопитель в качестве «виртуальной памяти». Если у вас есть относительно быстрое хранилище, такое как SSD, виртуальная память будет быстрой. С другой стороны, использование традиционного жесткого диска будет довольно медленным.

Хранилище

Помимо оперативной памяти, наиболее серьезным узким местом для повышения производительности вашего компьютера может быть хранилище. Даже при наличии большого количества оперативной памяти компьютерам необходимо считывать и записывать информацию из системы хранения (например, с жесткого диска или твердотельного накопителя).

Жесткие диски бывают разной скорости и размера. Многие работают со скоростью 5400 об/мин (т. е. их центральные оси вращаются со скоростью 5400 оборотов в минуту). Вы увидите более высокую производительность с приводом на 7200 об/мин. В некоторых случаях вы можете даже решить использовать диск на 10 000 об/мин. Более быстрые диски стоят дороже, громче и потребляют больше энергии, но они могут быть хорошим вариантом.

Новые дисковые технологии позволяют жестким дискам быть больше и быстрее. Эти технологии включают заполнение накопителя гелием вместо воздуха для уменьшения трения о пластины диска и использование тепла или микроволн для повышения плотности диска, например, в накопителях с магнитной записью с нагреванием (HAMR) и приводах с магнитной записью с использованием микроволн (MAMR). /p>

Сегодня самым популярным вариантом компьютерного хранилища быстро становятся твердотельные накопители.Этот тип компьютерного хранилища популярен, потому что он быстрее, холоднее и занимает меньше места, чем традиционные жесткие диски. Они также менее восприимчивы к магнитным полям и физическим толчкам, что делает их идеальными для ноутбуков. Однако есть и обратная сторона: они стоят больше денег за гигабайт, чем жесткий диск.

Чтобы узнать больше о разнице между жесткими дисками и твердотельными накопителями, ознакомьтесь с нашей статьей "Жесткий диск (HDD) и твердотельный накопитель (SSD): в чем разница?"

Добавление дополнительного дискового пространства

По мере увеличения потребности пользователя в дисковом хранилище, как правило, для хранения большего объема данных ему нужны диски большего размера. Первым шагом может быть замена существующего диска на более крупный и быстрый диск. Или вы можете решить установить второй диск. Один из подходов заключается в использовании разных дисков для разных целей. Например, используйте SSD для операционной системы, а затем храните свои бизнес-видео на SSD большего размера.

Если требуется больше места для хранения, можно добавить внешний диск, чаще всего через USB или Thunderbolt для подключения к компьютеру. Это может быть один диск или несколько дисков, и для защиты данных может использоваться технология виртуализации хранилища данных, например RAID.

Если у вас действительно большие объемы данных или вы просто хотите упростить обмен данными с другими людьми в вашем регионе или в другом месте, вы, вероятно, обратитесь к сетевому хранилищу (NAS). Устройство NAS может содержать несколько дисков, обычно использует технологию виртуализации данных, такую как RAID, и доступно для всех в вашей локальной сети и, если хотите, в Интернете. Устройства NAS могут предложить большой объем хранилища и другие услуги, которые в прошлом обычно предлагались только выделенными сетевыми серверами.

Создавайте резервные копии раньше и чаще

Независимо от того, как вы настраиваете хранилище на своем компьютере, помните, что технология может дать сбой. Вам всегда нужна резервная копия, чтобы вы могли легко восстановить все. Лучшая стратегия резервного копирования также не должна зависеть от какого-либо одного устройства. Вместо того, чтобы полагаться на одно устройство, лучше использовать удаленное резервное копирование, например Backblaze.

Есть вопрос? Дайте нам знать об этом в комментариях. И если у вас есть идеи о вещах, которые вы хотели бы видеть в будущих выпусках нашего «В чем разница?» серия, пожалуйста, дайте нам знать!

О Молли Клэнси

Молли Клэнси — писатель, специализирующийся на объяснении технических концепций простым и доступным языком. Обладая более чем 15-летним опытом, она имеет обширный опыт работы в различных отраслях, от технологий B2B до проектирования и путешествий класса люкс. Глубокое любопытство побуждает ее неоднократно объяснять, что означают такие термины, как ядро ОС и предварительный запрос, чтобы каждый мог их понять.

Читайте также: