Внутренняя (основная) память персонального компьютера

Память компьютера – устройство для хранения информации.

Объем (емкость) памяти – максимальное количество хранимой в ней информации.

Быстродействие памяти – время, необходимое для считывания из памяти или записи в память информации по заданному адресу.

Внутренняя (основная) память реализуется с помощью набора микросхем, установленных на материнской плате. Она предназначена для хранения программ и данных, с которыми процессор непосредственно работает. Память компьютера состоит из ячеек, местонахождение которых определяется уникальным адресом. В каждой ячейке хранится машинное слово, соответствующее какому-либо данному или элементу программы. Как уже говорилось выше, от разрядности машинного слова зависит объем внутренней памяти (количество ячеек). Емкость памяти измеряется в килобайтах, мегабайтах и гигабайтах.

Кроме временных данных, которые определяются тем, что компьютер делает в настоящий момент, он должен знать и постоянно помнить некоторые стандартные программы и данные. Например, компьютер должен знать, что ему делать после включения, где найти и прочитать операционную систему, которой будет передано управление компьютером, как выполнить конкретную операцию и пр. Причем выключение питания компьютера не должно приводить к потере этой важной информации.

Решение проблем хранения различных видов информации и надежного функционирования персонального компьютера привело к использованию нескольких видов внутренней памяти: оперативной, постоянной, кэш-памяти.

Оперативная память

Оперативная память – электронная память для хранения программ и данных, которые обрабатываются процессором в данный момент времени.

В оперативной памяти хранится временная, информация, которая изменяется в ходе выполнения микропроцессором различных операций. Оперативная память характеризуется высоким быстродействием и относительно малым объемом.

Оперативная память обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации, причем в любой момент времени возможен доступ к любой произвольно выбранной ячейке памяти. Это свойство отражено в англоязычном названии оперативной памяти RAM (Random Access Memory – память с произвольным доступом).

Нельзя забывать, что микросхемы оперативной памяти являются энергозависимыми устройствами, т.е. при выключении питания компьютера стирается вся находящаяся в оперативной памяти информация. Если необходимо сохранить результаты обработки надолго, то следует воспользоваться каким-либо внешним запоминающим устройством.

Микросхемы оперативной памяти монтируются на маленькой плате. Каждая такая плата снабжена контактами, расположенными вдоль нижнего края. С их помощью плата вставляется в специальный разъем на системной плате. Системная плата имеет несколько разъемов для расширения памяти.

Постоянная память

Постоянная память – электронная память для долговременного хранения программ и данных.

В постоянной памяти хранится информация, записанная на предприятии-изготовителе, она должна быть неизменна в течение длительного времени. Постоянная информация включает основные системные программы, которые автоматически запускаются при включении компьютера. Эти программы предназначены для проверки исправности компьютера и первоначальной загрузки операционной системы, содержат специальные инструкции, детализирующие выполнение компьютерных операций.

Компьютер может читать или исполнять программы из постоянной памяти, но он не может изменять их и добавлять новые. Постоянная память предназначена только для считывания информации. Это свойство постоянной памяти объясняет часто используемое английское название ROM (Read Only Memory – память только для чтения).

Постоянная память, так же как и оперативная, реализуется интегральными схемами (микросхемами). Отличие заключается в том, что эти микросхемы являются энергонезависимыми. Выключение питания не приводит к потере данных. Существуют две основные разновидности микросхем ROM-памяти: однократно программируемые (после записи содержимое памяти не может быть изменено) и многократно программируемые. Стирание содержимого многократно программируемой памяти производится электрическим сигналом или ультрафиолетовым лучом.

Кэш-память

Для увеличения производительности компьютера, согласования работы устройств с различным быстродействием современный компьютер использует еще один вид памяти – кэш-память (от англ. cache – тайник, склад). Кэш-память является промежуточным запоминающим устройством или буфером (это сверхбыстрая оперативная память).

Информацию, которую следует поместить в кэш-память, компьютер определяет сам. В кэш-память помещаются те данные, к которым было наибольшее число обращений.

Она используется при обмене данными между микропроцессором и RAM, между RAM и внешним накопителем. Например, использование кэш-памяти сокращает число обращений к жесткому диску за данными, т.к. в ней хранятся данные, которые могут понадобиться в процессе обработки информации.

Поскольку объем кэш-памяти существенно влияет на быстродействие компьютера, ее объем постоянно увеличивается. В то же время существуют бюджетные процессоры (Celeron, Duron и др.) с уменьшенным объемом кэш-памяти.