Для чего нужна операционная память

Состояние

отпатрулирована

Операти́вная па́мять (англ. Random Access Memory, RAM , память с произвольным доступом) или операти́вное запомина́ющее устро́йство (ОЗУ) — энергозависимая часть системы компьютерной памяти, в которой во время работы компьютера хранится выполняемый машинный код (программы), а также входные, выходные и промежуточные данные, обрабатываемые процессором.

Обмен данными между процессором и оперативной памятью производится:

• непосредственно;
• через сверхбыструю память 0-го уровня — регистры в АЛУ, либо при наличии аппаратного кэша процессора — через кэш.

Содержащиеся в полупроводниковой оперативной памяти данные доступны и сохраняются только тогда, когда на модули памяти подаётся напряжение. Выключение питания оперативной памяти, даже кратковременное, приводит к искажению либо полному разрушению хранимой информации.

Энергосберегающие режимы работы материнской платы компьютера позволяют переводить его в режим сна, что значительно сокращает уровень потребления компьютером электроэнергии. В режиме гибернации питание ОЗУ отключается. В этом случае для сохранения содержимого ОЗУ операционная система (ОС) перед отключением питания записывает содержимое ОЗУ на устройство постоянного хранения данных (как правило, жёсткий диск). Например, в ОС Windows XP содержимое памяти сохраняется в файл hiberfil.sys , в ОС семейства Unix — на специальный swap-раздел жёсткого диска.

В общем случае ОЗУ содержит программы и данные ОС и запущенные прикладные программы пользователя и данные этих программ, поэтому от объёма оперативной памяти зависит количество задач, которые одновременно может выполнять компьютер под управлением ОС.

Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) — техническое устройство, реализующее функции оперативной памяти. ОЗУ может изготавливаться как отдельный внешний модуль или располагаться на одном кристалле с процессором, например, в однокристальных ЭВМ или однокристальных микроконтроллерах.

Содержание

История [ править | править код ]

В 1834 году Чарльз Бэббидж начал разработку аналитической машины. Одну из важных частей этой машины он называл «складом» (store), эта часть предназначалась для хранения промежуточных результатов вычислений. Информация в «складе» запоминалась в чисто механическом устройстве в виде поворотов валов и шестерней.

В ЭВМ первого поколения использовалось множество разновидностей и конструкций запоминающих устройств, основанных на различных физических принципах:

• на электромагнитных реле;
• на акустических линиях задержки;
• на электронно-лучевых трубках;
• на электростатических трубках.

В качестве ОЗУ использовались также магнитные барабаны, обеспечивавшие достаточно малое для ранних компьютеров время доступа; также они использовались в качестве основной памяти для хранения программ и данных.

Второе поколение требовало более технологичных, дешёвых и быстродействующих ОЗУ. Наиболее распространённым видом ОЗУ в то время стала память на магнитных сердечниках.

Начиная с третьего поколения большинство электронных узлов компьютеров стали выполнять на микросхемах, в том числе и ОЗУ. Наибольшее распространение получили два вида ОЗУ:

SRAM хранит бит данных в виде состояния триггера. Этот вид памяти является более дорогим в расчёте на хранение 1 бита, но, как правило, имеет наименьшее время доступа и меньшее энергопотребление, чем DRAM. В современных компьютерах часто используется в качестве кэш-памяти процессора.

DRAM хранит бит данных в виде заряда конденсатора. Однобитовая ячейка памяти содержит конденсатор и транзистор. Конденсатор заряжается до более высокого или низкого напряжения (логические 1 или 0). Транзистор выполняет функцию ключа, подключающего конденсатор к схеме управления, расположенного на том же чипе. Схема управления позволяет считывать состояние заряда конденсатора или изменять его. Так как хранение 1 бита информации в этом виде памяти дешевле, DRAM преобладает в компьютерах третьего поколения.

Статические и динамические ОЗУ являются энергозависимыми, так как информация в них теряется при отключении питания. Энергонезависимые устройства (постоянная память, ПЗУ) сохраняют информацию вне зависимости от наличия питания. К ним относятся флэш-накопители, карты памяти для фотоаппаратов и портативных устройств и т. д.

В устройствах управления энергозависимой памяти (SRAM или DRAM) часто включают специальные схемы для обнаружения и/или исправления ошибок. Это достигается введением избыточных битов в хранимые машинные слова, используемые для проверки (например, биты чётности) или коррекции ошибок.

Термин RAM относится только к устройствам твёрдотельной памяти SRAM или DRAM — основной памяти большинства современных компьютеров. Для оптических дисков термин DVD-RAM не совсем корректен, так как, в отличие от дисков типа CD-RW или DVD-RW, старые данные не должны стираться перед записью новых. Тем не менее, информационно DVD-RAM больше похож на жёсткий диск, хотя время обращения к нему намного больше.

ОЗУ современных компьютеров [ править | править код ]

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 той же площади кремниевого кристалла разместить больше ячеек памяти, но при этом её быстродействие ниже. Статическая память, наоборот, более быстрая память, но она и дороже. В связи с этим основную оперативную память строят на модулях динамической памяти, а память статического типа используется для построения кэш-памяти внутри микропроцессора.

Память динамического типа [ править | править код ]

Экономичный вид памяти. Для хранения разряда (бита или трита) используется схема, состоящая из одного конденсатора и одного транзистора (в некоторых вариантах два конденсатора). Такой вид памяти, во-первых, дешевле (один конденсатор и один транзистор на 1 бит дешевле нескольких транзисторов триггера), и, во-вторых, занимает меньшую площадь на кристалле (там, где в SRAM размещается один триггер, хранящий 1 бит, можно разместить несколько конденсаторов и транзисторов для хранения нескольких бит). Но DRAM имеет и недостатки. Во-первых, работает медленнее, поскольку, если в SRAM изменение управляющего напряжения на входе триггера сразу очень быстро изменяет его состояние, то для того, чтобы изменить состояние конденсатора, его нужно зарядить или разрядить. Перезаряд конденсатора гораздо более длителен (в 10 и более раз), чем переключение триггера, даже если ёмкость конденсатора очень мала. Второй существенный недостаток — конденсаторы со временем разряжаются. Причём разряжаются они тем быстрее, чем меньше их электрическая ёмкость и больше ток утечки, в основном, утечка через ключ.

Именно из-за того, что заряд конденсатора динамически уменьшается во времени, память на конденсаторах получила своё название DRAM — динамическая память. Поэтому, дабы не потерять содержимое памяти, заряд конденсаторов периодически восстанавливается («регенерируется») через определённое время, называемое циклом регенерации (обычно 2 мс). Для регенерации в современных микросхемах достаточно выполнить циклограмму «чтения» по всем строкам запоминающей матрицы. Процедуру регенерации выполняет процессор или контроллер памяти. Так как для регенерации памяти периодически приостанавливается обращение к памяти, это снижает среднюю скорость обмена с этим видом ОЗУ.

Память статического типа [ править | править код ]

ОЗУ, которое не надо регенерировать (обычно схемотехнически выполненное в виде массива триггеров), называют статической памятью с произвольным доступом или просто статической памятью. Достоинство этого вида памяти — скорость. Поскольку триггеры являются соединением нескольких логических вентилей, а время задержки на вентиль 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, чем ячейка динамической памяти, даже если они изготавливаются групповым методом миллионами на одной кремниевой подложке. Кроме того, группа транзисторов занимает гораздо больше площади на кристалле, чем ячейка динамической памяти, поскольку триггер состоит минимум из 2 вентилей (шести-восьми транзисторов), а ячейка динамической памяти — только из одного транзистора и одного конденсатора. Используется для организации сверхбыстродействующего ОЗУ, обмен информацией с которым критичен для производительности системы.

Логическая структура памяти в IBM PC [ править | править код ]

В реальном режиме память делится на следующие участки:

Многие пользователи знают, что такое оперативная память и для чего она предназначена. Практически все современные устройства и гаджеты наделены ОЗУ (оперативное запоминающее устройство). Так что же дает такая память компьютеру или ноутбуку? Попробуем разобраться в вопросе.

Что это?

Оперативная память ноутбука или ПК – это важная деталь система устройства, от которой зависит быстрота работы разных приложений. Зачем нужна оперативная память в компьютере? В ней хранятся команды и временные данные, которые необходимы процессору компьютера для совершения определенных операций. Есть много видов оперативной памяти, каждая из которых выполняет свою задачу. Выглядит "оперативка" как удлиненный чип зеленого цвета. В системном блоке или под задней крышкой ноутбука есть отделение, где он находится. Даже пользователь, который не разбирается в технике, сможет сам ее установить.

Предназначение

Что дает оперативная память? ОЗУ или RAM (Random Access Memory) – энергозависимая и относительно быстрая память ПК, которая обладает произвольным доступом. В ней осуществляются разного рода операции по обмену информацией между устройствами. Оперативная память энергозависимая. Если отключить питание, то данные, содержащиеся в ней, сотрутся. ОЗУ хранит потоки сведений, которые процессору нужно обработать. С оперативной памятью устройства контактируют через системную шину, обмениваются с ней через кэш. RAM с произвольным доступом означает, что память при необходимости обращается напрямую к нужному блоку.

В то же время скорость доступа не меняется. ОЗУ отличается от энергозависимой, она редко выходит из строя. Если же повреждена, то это отражается на всей системе, отрицательно влияет на работу некоторых устройств ПК. ОЗУ идет как отдельный модуль или блок устройства, или чипа. Если бы в современных гаджетах не использовали рассматриваемый элемент, то все операции происходили бы медленно. Что дает добавление оперативной памяти? Она позволяет сократить время обработки информации, а приложения будут работать и запускаться вдвое быстрее.

Тип и объем

Что дает оперативная память? Она помогает компьютеру работать быстрее. Чтобы увеличить возможности устройства, необходимо знать и учитывать характеристики этого элемента. Например, если оперативная память 8 Гб, это ее объем. Он является неотъемлемым элементом любого модуля в системе. Производительность компьютера или ноутбука зависит от общего объема ОЗУ, чем больше его установлено, тем лучше для пользователя.

Как правильно определить, какой объем памяти установлен на ПК? Сделать это можно разными способами. Если в компьютере операционная система Windows 7, то нужно проделать следующие действия: нажать "Пуск", затем правой кнопкой мыши на "Компьютер" – "Свойства". Появится окно, в котором будет содержаться информация об объеме. Там же можно увидеть информацию о процессоре, типе системы. Таким же способом следует узнать объем оперативной памяти (8 Гб, 16 Гб, 32 Гб и т. д.) в Windows XP.

Если пользователю требуется узнать информацию о модуле и другие характеристики, необходимо установить специальную программу для определения параметров ПК. Специалисты также советуют воспользоваться S & M – диагностическим приложением о состоянии компьютера.

Особенности

Современные пользователи ноутбуков и компьютеров знают, что дает оперативная память. Она отвечает за быстродействие – то, как будет быстро выполняться и обрабатываться ПК поступившая команда. Чтобы определить частоту конкретного модуля, можно просто посмотреть на наклейку, где указаны цифры и буквы, например: DDR3 – 1600 PC3 – 12800 CL9 ECC REG.

Кроме того, можно использовать специальные программы, которые позволяют определить характеристики оперативной памяти. Что означает этот шифр?

1. DDR3 – это поколение ОЗУ, наиболее часто встречающийся тип.
2. 1600 – рабочая частота памяти, которая измеряется в Мгц.
3. PC3 – 12800 – параметр, указывающий на пропускную способность, то есть количество обрабатываемой информации за 1 секунду.
4. C19 – информация о тайминге оперативной памяти, измеряющейся в миллисекундах. Чем ниже показатель, тем лучше.
5. ECC – память наделена контролем четности. У модуля есть особый контроллер, исправляющий ошибки, которые возникают во время работы.

Следовательно, если хотите увеличить оперативную память, то учитывайте эти параметры, иначе велик риск несовместимости устройства и ОЗУ.

ОЗУ для ноутбука

Во многих современных нетбуках, ноутбуках и планшетах используется тип ОЗУ DDR с форм-фактором SODIMM. Отличие этих модулей от других – внешний вид. У каждого поколения оперативной памяти свои особенности. Они связаны с технологическим процессом. Так, у модуля для ноутбука – другое число контактов, в отличие от первого поколения DDR. Некоторые пользователи ноутбуков могут столкнуться с неприятной проблемой: ОС "тормозит", работает сбивчиво. Такое происходит, если загружается одновременно несколько приложений. Тогда потребуется очистка оперативной памяти.

Что может сделать пользователь? Закрыть все приложения, перезагрузить устройство. Кроме того, можно воспользоваться программами, которые очистят оперативную память. У всех этих способов есть плюсы и минусы. Если они не решают проблему, стоит обратиться за помощью в сервисный центр.

Как установить?

Что дает оперативная память, выяснили, теперь расскажем о том, как же ее установить в компьютер или ноутбук:

1. Сначала выключаем устройство, ждем пять минут.
2. Открываем системный блок.
3. На материнской плате должны быть свободные слоты – устанавливаем туда оперативную память. У каждой платы свое поколение DDR.

Что дает увеличение оперативной памяти? Компьютер будет быстрее работать, но увеличивать ее нужно обдуманно. Сначала выясните, какая материнская плата установлена на вашем устройстве, ориентируйтесь также на модель и марку ноутбука. Все это даст понять, сколько ОЗУ добавить и нужно ли это делать. Чтобы увеличить память, необходимо выполнить следующие действия:

• определить модель материнской платы или лэптопа;
• определиться с объемом ОЗУ и модулем;
• проверить совместимость с материнской платой;
• приобрести модуль.

Устанавливается память просто. Для этого необходимо знать в общих чертах, из чего состоит ПК или ноутбук, функциональность всех его частей.

Оперативная память, также известная в качестве оперативно запоминающего устройства, представляет собой ключевой компьютерный элемент и выполняет функцию быстродействия работы различных программ, запущенных на ПК или ноутбуке. Сама память является кратковременной, она способна лишь на время сохранять команды и информацию, а после того как устройство выключается, все данные стираются в автоматическом режиме. Храниться они могут лишь во время включенного состояния. От объема и параметров «оперативки» напрямую зависит, насколько хорошо будет справляться со своими задачами компьютер.

Оперативная память: что она собой представляет и как узнать, сколько ее на компьютере?

ОЗУ выступает в качестве памяти, временно хранящей информацию о работающих утилитах, системных процессах и служебных задачах. С ее помощью происходит взаимосвязь между HDD и CPU, а также устройствами, подключаемыми извне. Как известно, за выполнение любой программы отвечает процессор системы, а все файлы ПО располагаются на HDD. Перед выполнением программы требуется, чтобы каждый из ее файлов оказался в процессоре. Подобный «перенос» как раз и осуществляет ОЗУ.

Определить объем оперативки на своем ПК не составляет труда. Сделать это можно без помощи сторонних утилит:

Необходимо кликнуть на «Пуск» и перейти в «Панель управления», где есть вкладка «Система».

Основное предназначение оперативной памяти

Главное предназначение оперативной памяти заключается в задании темпа каждой системе при выполнении приложений. Чем более вместительной является «оперативка», тем быстрее происходит выполнение задач, в которых нуждается пользователей. Вообще, ОЗУ влияет на то, как быстро действует компьютер, обеспечивает единую эффективность системных элементов, а также отвечает за возможность устройства одновременно работать с разными сложными проектами.

Что же произойдет, если возникнет нехватка оперативной памяти? В таком случае пользователь столкнется с крайне продолжительной загрузкой страниц и открытием папок. Даже менее ресурсоемкие программы начнут зависать, не будут работать должным образом. Все это говорит о следующем: требуется увеличение объема ОЗУ. В таком случае получится устранить проблемы.

Для чего требуется оперативная память в играх?

Чтобы в полной мере наслаждаться играми, требуется «быстрая» оперативка. Ее уровень быстроты определяет скорость обновлений, измеряющаяся в мегагерцах. Чем более быстрой и объемной считается ОЗУ, тем больше процессов сможет одновременно работать, тем плавнее начнут работать современные игры.

Если же на устройстве недостаточно оперативной памяти для комфортной игры, то все ее параметры никак не поместятся в ОЗУ. Конечно же, игра загрузится, но ее работа будет оставлять желать лучшего. Пользователь столкнется с лагами, торможениями, медленными реакциями – все это является результатом нехватки оперативки.

Примечание! После увеличения объема ОЗУ процессы игры начнут обрабатываться более быстро и качественно, а само приложение станет молниеносно откликаться на команды геймера.

Тип и объем ОЗУ

Оперативная память представлена следующими типами:

• DDR. Считается старейшей разновидностью ОЗУ, которая инсталлировалась на ПК в начале двухтысячных годов. Такая память устанавливалась лишь в бюджетных ПК и функционировала с минимальной частотой в 400 мегагерц;
• DDR 2. Является более модернизированной версией вышеописанного типа. Она может функционировать в несколько раз быстрее и справляться с обработкой более значительных объемов данных. Такие планки устанавливались во все компьютеры вплоть до 2011 года;
• DDR 3. ОЗУ, благодаря которой удалось обеспечить прирост компьютерной производительности более, чем на 10%. Такие планки устанавливались в ПК и ноутбуки с 2007 по 2014 год и считались крайне востребованными, так как они отличаются высоким уровнем частоты обработки сведений;
• DDR 4. Известен в качестве новейшего и самого модернизированного типа ОЗУ, способного работать на частоте в 2400 и более мегагерц. Данная память стала доступна в 2014 году, но пока что считается не особо распространенной из-за своей высокой цены – далеко не все пользователи могут позволить ее.

Если говорить об объеме ОЗУ, то он удваивается в модулях 1, 2, 4, 8, 16. Нечетные объемы отсутствуют. Есть возможность установки разнообъемных модулей, но в таком случае произойдет утрата двух- и трехканальных режимов работы. Чтобы рассчитывать на оптимальное функционирование, рекомендуется ставить модели парами одинакового объема (и желательно от одного бренда) – тогда гарантируется их эффективное использование.

Недостаточно оперативной памяти — что делать?

Иногда пользователи видят системное сообщение о недостатке оперативной памяти – это свидетельствует о нехватке RAM, из-за чего приложения не смогут работать должным образом – начнутся зависания и торможения. Начинающие пользователи ошибочно полагают, что им необходимо освободить место на HDD, но физическая и виртуальная память – это разные вещи, о чем обязательно необходимо знать. Есть несколько вариантов решения данной проблемы – очистка, разгон и установка более объемного слота ОЗУ.

Способы очистки оперативной памяти

Наиболее простым и популярным способом считается ручная очистка ОЗУ. Для этого требуется выполнить ряд действий:

Перейти в раздел «Диспетчера задач», нажав сразу три кнопки – Ctrl, Shift и Esc, а также открыть меню с процесса и отсортировать все запущенные приложения по «ЦП», а затем по «Памяти». Определить, какие из них максимально нагружают систему.

Есть еще один способ, подразумевающий выполнение следующих действий:

В меню «Открыть» набрать msconfig и нажать «ОК».

Согласно третьему способу, можно воспользоваться программой KCleaner – она уже давно зарекомендовала себя как мощнейшее приложение для очистки ОЗУ, при этом не происходит отключение важных системных процессов и служб. Для оптимизированной работы понадобится:

Скачать свежую версию программы и выполнить инсталлирование.

Как разогнать оперативную память?

Наиболее легкий и доступный способ разгона оперативной памяти, не подразумевающий необходимость установки сторонних приложений, доступен через биос.

Перед разгоном оперативки в Биосе требуется нажатие комбинации таких клавиш как Ctrl+F1 для открытия меню с расширенными настройками. В ином случае не получится отыскать необходимые параметры оперативки.

Специфика установки оперативной памяти

Процесс подключения оперативной памяти будет рассмотрен на примере ноутбука.

Полностью выключить устройство и позаботиться об отключении шнура питания. Если батарея снимается, то лучше извлечь ее. После этого с помощью отвертки откручиваются шурупы с крышки. Теперь появится доступ к памяти.

Осталось установить крышку обратно, включить ноутбук и проверить результат!

Программа для проверки оперативной памяти

Сегодня самая популярная программа для тестирования ОЗУ называется Memtest. Именно ее и стоит использовать для проверки.

Если ввести в поисковой строке гугла запрос memtest, будут найдены два ресурса – с утилитой memtest86+ и Passmark Memtest86. Они ничем не отличаются, но все же рекомендуется использовать ресурс memtest.org как основной источник.

Совет! Какие действия предпринимать в случае обнаружения ошибок, связанных с оперативной памятью? Если из-за сбоев невозможно нормально работать, то наиболее бюджетным способом будет замена проблемного модуля. В некоторых ситуациях помогает и обычная очистка, которая описывалась ранее. Больше всего проблем вызывают неисправности микрочипов или разъемов оперативной платы — в таком случае без диагностики специалиста точно не обойтись.

Лучшие производители оперативной памяти

Сегодня на рынке оперативной памяти сосредоточено 4 лучших производителя, продукция которых не вызывает нареканий в работе и оправдывает пользовательские ожидания:

Corsair. Штаб квартира корпорации расположена в Америке. По сравнению с остальными производителями ОЗУ, бренд также занимается созданием многих других устройств и элементов по типу наушников, мышек, клавиатур и охладительных систем. Если говорить непосредственно о модулях памяти, то за свою многолетнюю истории сотрудники компании занимались производством планок разных типов. Сейчас в наличии присутствует и современная мощнейшая разновидность DDR4;

Таким образом, ОЗУ действительно представляет собой ключевое устройство в компьютерах и ноутбуках, от которого напрямую зависит быстродействие гаджета и возможность полноценной работы сразу с несколькими ресурсоемкими программами. При выборе оперативной памяти рекомендуется ориентироваться на продукцию популярных брендов — в таком случае обязательно получится оправдать ожидания от покупки.

Видео — Для чего нужна оперативная память в компьютере

Понравилась статья?
Сохраните, чтобы не потерять!