Самый быстрый вид памяти

Иерархия компьютерной памяти — концепция построения взаимосвязи классов разных уровней компьютерной памяти на основе иерархической структуры.

Сущность необходимости построения иерархической памяти — необходимость обеспечения вычислительной системы (отдельного компьютера или кластера) достаточным объёмом памяти, как оперативной, так и постоянной.

Учитывая неоднородность периодичности обращения к конкретным записям (внутренним регистрам процессора, кэш-памяти, страницам и файлам) применяются различные технические решения, имеющие отличные характеристики, как технические так ценовые и массо-габаритные. Долговременное хранение в дорогой сверхоперативной и даже оперативной памяти, как правило, не выгодно, поэтому данные такого рода хранятся на накопителях — дисковых, ленточных, флеш и т.д.

Для обеспечения резервирования данных, например с целью сохранности, пользователи могут создавать библиотеки на съёмных носителях (например, виртуальная ленточная библиотека или дисковый массив), наполняя их своими файлами различных форматов. Доступ к этим данным занимает самое большое время, но при этом их ёмкость огромна.

В основном, техническими характеристиками служат временные, то есть каким временным критериям устраивает конкретное решение. Потребность в скоростной памяти, как правило лимитируется либо высокими накладными расходами по обеспечению работы схем, либо высоким энергопотреблением либо высокой стоимостью решения.

Различные виды памяти образуют иерархию, на различных уровнях которой расположены памяти с отличающимися временем доступа, сложностью, стоимостью и объёмом. Возможность построения иерархии памяти вызвана тем, что большинство алгоритмов обращаются в каждый промежуток времени к небольшому набору данных, который может быть помещен в более быструю, но дорогую и поэтому небольшую, память (см. en:locality of reference). Использование более быстрой памяти увеличивает производительность вычислительного комплекса. Под памятью в данном случае подразумевается устройство хранения данных (запоминающее устройство) в вычислительной технике или компьютерная память.

При проектировании высокопроизводительных компьютеров и систем необходимо решить множество компромиссов, например, размеры и технологии для каждого уровня иерархии. Можно рассматривать набор различных памятей (m1,m2,…,mn), находящихся в иерархии, то есть каждый mi уровень является как бы подчиненным для mi-1 уровня иерархии. Для уменьшения времени ожидания на более высоких уровнях, низшие уровни могут подготавливать данные укрупненными частями с буферизацией и, по наполнению буфера, сигнализировать верхнему уровню о возможности получения данных.

Часто выделяют 4 основных (укрупнённых) уровня иерархии: [1]

  1. Внутренняя память процессора (регистры, организованные в регистровый файл и кэш процессора).
  2. ОЗУ системы (RAM) и вспомогательных карт памяти.
  3. Накопители с «горячим» доступом (On-line mass storage) — или вторичная компьютерная память. Жесткие диски и твердотельные накопители, не требующие длительных (секунды и больше) действий для начала получения данных.
  4. Накопители, требующие переключения носителей (Off-line bulk storage) — или третичная память. Сюда относятся магнитные ленты, ленточные и дисковые библиотеки, требующие длительной перемотки либо механического (или ручного) переключения носителей информации.

В большинстве современных ПК используется следующая иерархия памяти:

  1. Регистры процессора, организованные в регистровый файл — наиболее быстрый доступ (порядка 1 такта), но размером лишь в несколько сотен или, редко, тысяч байт.
  2. Кэш процессора 1го уровня (L1) — время доступа порядка нескольких тактов, размером в десятки килобайт
  3. Кэш процессора 2го уровня (L2) — большее время доступа (от 2 до 10 раз медленнее L1), около полумегабайта или более
  4. Кэш процессора 3го уровня (L3) — время доступа около сотни тактов, размером в несколько мегабайт (в массовых процессорах используется недавно)
  5. ОЗУ системы — время доступа от сотен до, возможно, тысячи тактов, но огромные размеры в несколько гигабайт, вплоть до сотен. Время доступа к ОЗУ может варьироваться для разных его частей в случае комплексов класса NUMA (с неоднородным доступом в память)
  6. Дисковое хранилище — многие миллионы тактов, если данные не были закэшированны или забуферизованны заранее, размеры до нескольких терабайт
  7. Третичная память — задержки до нескольких секунд или минут, но практически неограниченные объёмы (ленточные библиотеки).

Большинство программистов обычно предполагает, что память делится на два уровня, оперативную память и дисковые накопители, хотя в ассемблерных языках и ассемблерно-совместимых (типа C) существует возможность непосредственной работы с регистрами. Получение преимуществ от иерархии памяти требует совместных действий от программиста, аппаратуры и компиляторов (а также базовая поддержка в операционной системе):

  • Программисты отвечают за организацию передачи данных между дисками и памятью (ОЗУ), используя для этого файловыйввод-вывод; Современные ОС также реализуют это как подкачку страниц.
  • Аппаратное обеспечение отвечает за организацию передачи данных между памятью и кэшами.
  • Оптимизирующие компиляторы отвечают за генерацию кода, при исполнении которого аппаратура эффективно использует регистры и кэш процессора.

Многие программисты не учитывают многоуровневость памяти при программировании. Этот подход работает пока приложение не столкнется с падением производительности из-за нехватки производительности подсистемы памяти. При исправлении кода (рефакторинг) необходимо учесть наличие и особенность работы верхних уровней иерархии памяти для достижения наивысшей производительности.

Необходимо в короткие сроки запомнить большой объем информации? Готовитесь к экзамену? Хотите улучшить память, повысить уровень IQ и снизить риск развития старческой деменции? Тренируйте мозг, не давайте ему скучать и лениться, нагружайте полезной информацией, причем, чем больше ее будет, тем лучше!

Мы же расскажем о методиках и небольших хитростях, которые помогут надолго запоминать максимум информации за минимум времени.

1. Вникание в суть

Немецкий психолог Герман Эббингауз составил "кривую забывания", демонстрирующую, как долго в памяти человека может храниться новая информация.

Так, механическое заучивание (или зазубривание) материала без вникания в его смысл приводит к тому, что через час Вы будете помнить около 60% новой информации, спустя 10 часов – 35%, а через 6 дней из глубин Вашей памяти Вы извлечете не более 20% выученного материала.

А вот осмысленная информация откладывается в так называемой долговременной памяти, а, следовательно, и помнится намного дольше, особенно если периодически ее повторять. Кроме того, вникнув в суть изучаемого материала, Вы запомните его в 9 раз быстрее.

2. Интервальные повторения

Повторение – мать учения. И, действительно, чем чаще мы повторяем выученный материал, тем меньше скорость его забывания.

Метод интервальных повторений поможет запомнить информацию любых объемов.

Если Вам необходимо быстро выучить стих или подготовиться в авральном режиме к экзамену, используйте следующий алгоритм повторений:

  • первое – спустя 20 минут после заучивания;
  • второе – спустя 6 – 8 часов;
  • третье – через сутки.

Для лучшего усвоения материал рекомендуется не просто перечитывать, а активно извлекать из памяти, то есть вспоминать, подглядывая в источник.

Если запомнить предстоит большой объем информации, которая пригодится Вам не только на ближайший день или неделю, следуйте такому интервалу повторений:

  • первое – непосредственно в день заучивания (повторите весь материал);
  • второе – через 3 дня (повторите только ключевые моменты, которые выделены самим автором или Вами);
  • третье – через 6 дней (повторите всю информацию, но постарайтесь сделать это в другом порядке).

В идеале рекомендуется повторять изучаемый материал ежедневно, но уделять этому не больше 15 – 20 минут, чтобы не перегружать мозг.

Еще один совет: попробуйте объяснить непонятные или трудно запоминающиеся моменты кому-либо. Если желающих выслушивать лекцию относительно теории вероятности или значения Ренессанса в живописи не найдется, просто проговорите ту часть информации, которая вызывает наибольшие сложности воображаемому собеседнику. В процессе такого изложения мозг автоматически будет подбирать максимально упрощенные формулировки.

3. Эффект края

Данное явление, открытие которого также принадлежит Г. Эббингаузу, заключается в том, что мы быстрее запоминаем и наиболее точно воспроизводим информацию, расположенную в начале и в конце текста.

Не верите? Проведем небольшой тест на внимательность и запоминание. Мы озвучим ряд слов, которые Вам необходимо повторить.

Шоколад, листопад, поезд, газета, радиоволны, кровать, вышка, радость, сон, стройка, ручка, шахматы.

Читайте также:  Мобильный шпион для iphone

Какие слова из списка Вы вспомнили первыми? Шоколад и шахматы?

А как насчет слов из середины списка? Сколько из них Вы смогли воспроизвести – три, пять? Что ж, Вам есть к чему стремиться.

Но как эффект края поможет запомнить информацию? Легко!

Прочтите текст, который Вам необходимо выучить. Выделите наиболее сложные части и начинайте заучивать их первыми либо последними.

Конечно, нельзя утверждать, что эффект края срабатывает всегда на 100%, но в большинстве случаев он действительно работает.

4. Метод Фейнмана

Ричард Фейнман – физик-теоретик и лауреат Нобелевской премии – сформулировал алгоритм обучения, позволяющий быстрее и глубже изучать любую тему.

Этот простой метод основан на объяснении нового и сложного материала понятным и простым языком, облегчающим запоминание.

Суть методики можно свести к трем простым пунктам:

  1. Тезисно выписываем все, что знаем по теме, которую необходимо выучить.
  2. Выделяем "пробелы" в знаниях и восполняем их, причем новую информацию следует записывать максимально простым языком, не содержащим сложных терминов и длинных предложений.
  3. Объединяем всю имеющуюся информацию в одну простую и интересную историю, изложить которую на листке бумаги необходимо так, чтобы ее понял восьмилетний ребенок. А затем пересказываем ее.

Используйте сравнения, визуализацию (сопровождайте записи схемами, графиками, рисунками). Помните о том, что 90% информации мы воспринимаем посредством зрения.

Можете записать свой рассказ на диктофон или любой другой гаджет, что поможет обнаружить во время пересказа "белые пятна", которые необходимо снова проработать.

Вы можете возразить, что этот метод давно используется и без Фейнмана, и будете абсолютно правы. Все новое – давно забытое старое. Фейнман систематизировал, структурировал и дополнил этот простой, но эффективный метод запоминания.

Прибегнув к методу Фейнмана, из самого скучного и неинтересного материала можно сделать интересную и увлекательную историю, которую поймет и запомнит как взрослый, так и ребенок.

5. Метод массированного запоминания

Этот метод знаком нам со школьной скамьи. Он максимально прост, понятен и приносит свои плоды.

Конспектируйте материал, который необходимо выучить. Выписывайте основные тезисы от руки, перефразируйте их более понятным языком, выделяйте важную информацию с помощью контрастного цвета, используйте списки и нумерацию. Это поможет не только вникнуть в материал и надолго его запомнить, но и при необходимости быстро освежить в памяти основные моменты.

Но это не все, ведь мы говорим о массированном запоминании, а, следовательно, задействуем все органы чувств. Поэтому не только переписываем и просматриваем материал, но еще проговариваем и прослушиваем его.

6. Интерференция

Схожие воспоминания смешиваются – в этом и состоит суть интерференции. Новая информация, накладываясь на похожую старую, усложняет процесс запоминания.

Приведем простой пример: для разблокировки своего гаджета Вы годами используете один и тот же пин-код (рисунок, графический символ). Со временем он Вам порядком надоедает, и Вы решаете его сменить. В первое время при каждом введении нового кода или графического символа автоматически память будет выдавать старый вариант кода, поэтому от Вас потребуется определенное усилие, чтобы вспомнить новую комбинацию. Пройдет несколько дней или недель, и Вы автоматически будете вспоминать уже новый код, тогда как старый постепенно забудете.

Для уменьшения негативного влияния интерференции рекомендуется схожую информацию изучать в разные временные промежутки. Если такой возможности у Вас нет, разбейте материал на блоки и организуйте процесс запоминания таким образом, чтобы изучаемые друг за другом части текста были максимально непохожи.

И еще один совет: если Вам необходимо осилить большой объем информации, не просто разбейте ее на блоки, а еще изучайте в разных помещениях (при желании, можете делать это на улице или в транспорте). Смена обстановки при запоминании отдельных блоков поможет избежать перемешивания информации.

7. Дворец памяти (чертоги разума)

Мнемотехника с таким поэтичным названием основана на построении ассоциативного ряда. Она позволяет не только разложить информацию по ячейкам памяти небольшими порциями, но и связать между собой логическими ассоциативными нитями.

Скажем сразу – это достаточно непростая техника для новичка, но освоив ее, Вы сможете не только быстро запоминать информацию, но и использовать лишь ту ее часть, которая необходима здесь и сейчас, тем самым не перегружая мозг.

Как создать стойкие ассоциативные связи между знакомой информацией и новой:

  1. Выберите место "строительства" замка. На первых порах лучше, чтобы в качестве знакомой информации выступала Ваша квартира, где Вам все знакомо до мелочей. Со временем, когда Вы освоите технику, может "строить" в своем воображении настоящие дворцы.
  2. Прикрепите новые образы к предметам интерьера, которые принято называть "опорными пунктами". Важно, чтобы опорные пункты выделялись последовательно: по часовой стрелке либо против нее. Это поможет выстроить логически понятные связи и не запутаться в локациях. Кроме того, чем эмоциональнее и неординарнее будут ассоциации, тем быстрее они запомнятся.
  3. Включаем воображение и придумываем небольшой рассказ с учетом опорных пунктов и ассоциаций.

Рассмотрим, как работает метод, на примере.

Составляем список покупок, в который входят 10 продуктов (не будем оригинальными и возьмем базовый набор):

Представим наш "дворец памяти", вернее, кухню, раз уж мы собрались в продуктовый магазин. Выделим опорные пункты, расположенные по часовой стрелке в такой последовательности:

  • дверь;
  • обеденный стол;
  • ваза с фруктами на обеденном столе;
  • стул;
  • подоконник;
  • холодильник;
  • столешница;
  • хлебница;
  • раковина для мытья посуды;
  • плита.

Приступаем к созданию ассоциативных связей:

  1. Мы хотим открыть дверь, чтобы войти на кухню, но на дверной ручке висит три бублика (количество можете менять на необходимое).
  2. Подходим к обеденному столу, который весь усыпан сахаром.
  3. Из вазы с фруктами течет молоко.
  4. На стуле лежит кожура от банана.
  5. На подоконнике растет картофель, как на грядках.
  6. Открываем холодильник, а там нас ждет сюрприз в виде живой курицы.
  7. На столешнице видим разбитые яйца.
  8. Из хлебницы торчат перья зеленого лука.
  9. В раковине вместо посуды лежат килограммы печенья.
  10. А на плите, несмотря на весь этот хаос, варится чашечка ароматного черного кофе.

Может показаться, что все это глупо, нелепо и требует массы времени и сил (легче ведь написать список продуктов на листке бумаги), но на самом деле после нескольких тренировок Вы сможете запоминать списки из 50 пунктов. Главное – не менять обстановку в Вашей локации и последовательность ее прохождения.

Проверьте на себе эффективность техники и поделитесь своим результатом в комментариях.

8. Использование мнемотехник

Вообще ассоциативные связи, являющиеся основой мнемотехник, это мощное подспорье при запоминании информации:

  1. Применяйте мнемонические фразы: все мы с детства помним цвета радуги и их расположение благодаря выражению "Каждый охотник желает знать, где сидит фазан".
  2. Рифмуйте информацию, которую Вам тяжело запомнить.
  3. Помогает овладеть новым материалом его напевание (вспомните, как в детстве мы учили нараспев стихи). Аудиальные ассоциации многим из нас помогли выучить английский алфавит со знаменитой песенкой "ABC song". И вообще: если Вы легче запоминаете информацию на слух, просто записывайте ее на диктофон или любой другой гаджет. К тому же это очень удобно, ведь повторить материал Вы можете всегда и везде – в транспорте или на пробежке.
  4. Визуализируйте: чертите схемы, диаграммы, графики, создавайте целые картины, пусть даже понятны они будут только Вам, причем не только на бумаге, но и в своем воображении.

9. Структурирование информации

Всем известная техника, заключающаяся в том, что информация делится на части для более глубокого изучения и максимально продуктивного запоминания. При этом важно грамотно структурировать материал, сгруппировав блоки по темам и подтемам.

Приведем небольшую аналогию. Если нам необходимо перенести груз весом в 100 кг, у нас есть два варианта:

  • сэкономить время и перенести в один заход все 100 кг, но при этом надорвать спину, уронить что-либо и повредить ценный груз;
  • разбить 100 кг на равные части и сделать 5 – 10 заходов, потратить на это чуть больше времени, но остаться здоровым и обеспечить целостность и сохранность того, что мы переносим.
Читайте также:  Приложения виндовс на мак

Так же и с информацией: лучше разбить ее на части, чем попытаться зазубрить все и сразу, но при этом ничего не понять и не запомнить важных деталей.

Именно так мы учили стихи: сначала одно четверостишье, затем другое, а после объединяли обе части в одно целое.

И еще несколько простых советов, которые помогут быстро запомнить новую информацию:

  1. Делайте перерыв каждые 20 минут, ведь мозгу тоже необходим отдых. Ударные темпы освоения материала в итоге приведут к тому, что Вы забудете даже то, что знали до этого.
  2. Не отвлекайтесь на посторонние дела. Выделите 2 часа свободного времени исключительно на изучение информации, а вот в перерыве можете выпить чаю или послушать спокойную расслабляющую музыку.
  3. Помните о том, что мозг наиболее активно работает в период с 8 до 10 утра и с 8 до 11 вечера. К тому же во время сна активно осуществляется синтез информации. Вот почему повторяемый перед сном материал запоминается лучше, а вовсе не потому, что мы кладем книгу под подушку.
  4. Ходите: это усилит кровообращение и обогатит мозг кислородом, что положительно скажется на процессе запоминания.
  5. Не тратьте силы на обучение, если плохо себя чувствуете, или у Вас болит голова. Вы все равно ничего не запомните, сколько бы ни учили.
  6. Если Вы устали, поспите. Даже получасовой сон повышает эффективность запоминания материала в 2 – 3 раза.
  7. Не откладывайте на завтра то, что можете сделать сегодня. Грамотно распределите время, чтобы ежедневно осваивать равное количество информации, а не в ночь перед экзаменом стараться прыгнуть выше головы.

Наконец, не бойтесь трудных задач, которые максимально тренируют мозг.
Глаза боятся, а руки делают.

Виды памяти компьютера – это именно тот вопрос, изучение которого начинающие пользователи часто откладывают “на потом”. А зря. Это очень мешает правильному пониманию функционирования системы в целом, а значит вам сложнее будет найти общий язык с вашим “железным другом”. Я уверена, что изучение программной части вашего компьютера необходимо начинать с хотя бы поверхностного взгляда в металлические дебри. Поэтому сегодня мы пообщаемся о памяти вообще: какая она бывает, как классифицируется и чем она от самой себя отличается.

Начнем с самого понятного. У нас, у людей то есть, тоже есть своя память, и она тоже неодинаковая. Понятно, что она бывает зрительной, тактильной, слуховой и пр., но сейчас мы немного не об этом. С точки зрения механизмов функционирования, память бывает оперативной и долговременной. У компьютера где-то приблизительно также.

Человеческая оперативная память включается, в ситуациях, когда запоминать информацию нужно ненадолго, например, чтобы что-то сделать и сразу забыть. Такая информация хранится в наших головах от 5 часов до трех месяцев. В железе все очень похоже. Компьютерная оперативная память называется RAM (Random Access Memory) и существует для хранения информации, которая может понадобиться процессору и работающим в данный момент программам. Информация может сохраняться в такой памяти до перезагрузки компьютера или до завершения работы конкретной программы.

Постоянная память – это “запомнил на всю жизнь”. Конечно, все случайно можно забыть, но и у компьютера жесткий диск может сломаться. Постоянная память хранит информацию, которая может пригодиться в любой момент на протяжении длинных промежутков времени или всей жизни вообще. Компьютерный аналог такой памяти – жесткий диск. Он всегда намного большего, чем оперативная память объема, и всегда медленнее последней. Зато на нем можно сохранять огромнейшие объемы информации, практически не занимая полезное пространство в квартире. Как-то даже странно сравнивать, например, книжный шкаф с обычной флешкой.

Кроме распределения на постоянную и оперативную, память компьютера еще можно разделить на внутреннюю и внешнюю. Здесь все просто: все, что находится внутри системного блока – внутренняя память, все остальное, что мы покупаем отдельно, носим с собой и подключаем к разным системам (флешки, CD/ DVD диски, карты памяти и пр) – внешняя память. Об этом пойдет речь немного позже, а сегодня нас интересует, какая бывает внутренняя память компьютера, и все, что с ней может быть связано.

ROM – Read Only Memory

Ее содержимое называют BIOS. Но BIOS — это ближе к софту, сейчас мы немного не о том. Это самая постоянная память вашего компьютера. Она мало заметна внешне, но крайне важна для вашей системы. Именно она тестирует готовность всего вашего оборудования от мышки до процессора перед загрузкой ОС, запускает вашу систему, и затем передает управление Windows. Там же есть программа управления работой самого процессора и также ряд инструкций, к которым может получать непосредственный доступ его величество ЦП, минуя остальные бюрократические инстанции. Содержимое этой памяти, естественно, сохраняется при выключении питания компьютера и его нельзя стереть или удалить обычным образом. Для этого понадобится перепрошивка, специальное программное обеспечение и немного смелости, если вы решитесь делать это впервые. Точнее, возможность редактирования данных в ПЗУ зависит от его типа.

  1. ROM – это ПЗУ с масочным программированием. Данные в таких микросхемах зашиваются намертво во время изготовления микросхемы и их никак не получится изменить. Вышедшую из строя микросхему остается только выбросить. Это не самый лучший вариант – решили пользователи и перестали покупать такие микросхемы.
  2. PROM или ППЗУ (Программируемое ПЗУ) – аналогично предыдущему за исключением методики производства. В этом варианте данные записываются программным способом тоже один раз. Сути это не изменило, поэтому такие микросхемы тоже ушли в небытие.
  3. EPROM или СПЗУ (Стираемое ПЗУ) – уже лучше. Здесь уже можно стереть или записать данные, но пока только при помощи УФ-излучения. В таком варианте оченно напрягала необходимость наличия специфического оборудования. Эти микросхемы тоже уже не производятся.
  4. EEPROM или ЭСППЗУ (Электрически стираемое ППЗУ или флэш-микросхема) – данные стираем и записываем без дополнительных устройств и даже без извлечения из компьютера сколько угодно раз.

В порядке дополнительных сведений, может быть интересным то, что в технической литературе можно встретить термин “встроенное ПО” (Программное Обеспечение). Это не совсем так, поскольку встроенное ПО, это не сама микросхема, а скорее, программное обеспечение, которое в ней хранится.

СMOS – полупостоянная память

Она питается от небольшой батарейки и имеет очень низкое энергопотребление. Там хранятся некоторые системные настройки, например, дата и время, которые, как вы заметили, не сбиваются даже после выключения компьютера из сети.

Кэш-память

Это память самого высокого уровня, в какой-то степени его можно считать разновидностью оперативной памяти. Он является дополнительным звеном или неким буфером между более медленными устройствами для считывания данных (например, оперативка или жесткий диск) и процессором, но при этом никак не увеличивает адресное пространство. Он намного быстрее и дороже оперативной памяти и предназначен для хранения самой частоиспользуемой и нужной для процессора информации. Такая информация выбирается программным методом с помощью особого алгоритма и помещается в кэш, откуда ЦП будет ее брать в ближайшие такты своей работы. В первую очередь процессор обращается к кэшу, а уже потом, если нужная информация там отсутствует, наступает очередь оперативной памяти. Информация в кэше может храниться разного рода, например, там можно найти блоки обычных данных из основной памяти или какую-нибудь служебную информацию вроде, таблички текущего соответствия данных и адресов, по которым их можно найти в основной памяти. Кэш бывает трех уровней.

  1. L1 обычно живет в том же кристалле, что и ЦП. Он предназначен для хранения команд и данных обрабатываемых процессором в данный момент. Отличается тем, что доступ к ячейкам памяти осуществляется на тактовой частоте самого процессора, то есть почти без задержек. Производители изобретают для кэша разные чудеса — например, ассоциативнуя память, которая позволяет выбирать данные не по их адресам, а по содержимому. Почти индексируемый поиск в нашей ОС. Конечно, это существенно ускоряет работу системы.
  2. L2 или внешний кэш раньше монтировался в материнку возле ЦП. Теперь встраивается в процессор вместе с кэшем первого уровня. Объем его памяти значительно больше.
  3. L3 изредка можно найти на высокопроизводительных рабочих станциях, серверах и прочем мудреном оборудовании.
Читайте также:  Хороший хостинг в европе

Характеристики кэша (если он есть) тоже обычно указаны рядом с процессором. Объемы кэша очень маленькие и в самом медленном варианте обычно достигают нескольких Мегабайт в лучшем случае. Если немножко подробнее, то процессор иногда вынужден делать пустые такты, чтобы дождаться поступления данных из гораздо более медленной оперативки. Именно в такой ситуации срабатывает кэш. Как-то так.

Регистры

У процессора тоже есть немножко супер-мега-гипер-производительной памяти. Иначе, ему было бы трудно помнить, что он делает в данный момент. Склероз, знаете ли, штука не из приятных. Если серьезно, то чаще всего в регистрах хранятся данные для арифметико-логического устройства ALU. Управляются они непосредственно компилятором, отправляющим на процессор информацию для последующей обработки. Всем, кто не программист, это помнить вовсе не обязательно.

RAM – Оперативное запоминающее устройство

Та самая оперативка. Она сразу после включения компьютера собирает множество системных файлов с жесткого диска для процессора и программ, которые по мнению системы будут выполняться в данный момент. Чем больше программ у вас в автозагрузке, тем больше процессов запускается вместе с системой, тем больше памяти им нужно, и тем медленнее включается ваш компьютер. Еще в ОЗУ хранятся данные, которые еще не были сохранены в постоянную память (на жесткий диск). Именно поэтому в момент аварийного выключения компьютера пропадает вся несохраненная информация. Чем больше объем оперативной памяти, тем больше полезной для процессора информации в ней может храниться, и тем шустрее работает вся ваша система в целом. Информация в ОЗУ постоянно изменяется по мере необходимости – новая запоминается, старая записывается на жесткий диск и выбрасывается при необходимости. Если происходит переполнение ОЗУ, компьютер начинает довольно тормозить. Частично помогает увеличение размеров файла подкачки, но, как правило, для Windows-систем это не панацея, тем более, что этот файл по умолчанию имеет динамический, то есть расширяемый при необходимости размер. Это значит, что изменение его размера «ручками» абсолютно бессмысленно. В этот файл, автоматически создаваемый системой на жестком диске или так называемую виртуальную память происходит автоматический сброс из оперативной памяти самых редко используемых в данный момент данных, чтобы немного разгрузить ее. Процессору же намного легче работать с оперативной памятью, чем с жестким диском. А для постоянного хранения информации оперативная память не подходит в силу своей дороговизны (сравните стоимость модуля оперативной памяти на 1 Гб с ценой жесткого диска емкостью, к примеру, несколько сотен ГБ), но главное – это ее энергозависимость. Информация в оперативной памяти хранится при непосредственном участии электричества и стирается в течении доли секунды после прекращения подачи питания в систему. Если за эти доли секунды успеть снять дамп (скриншот ее содержимого), то можно довольно легко сломать даже самый сложный алгоритм шифрования. Это слабое место как платных, так и бесплатных программ-шифраторов информации. Ее важная характеристика – объем и скорость доступа. Понятно, что чем больше и то, и другое — тем лучше. И один важный момент касательно объема: 32-битная система не увидит установленное в ней ОЗУ больше 3 с копейками Гб (если точнее). В 64-битных системах – и небо не предел.

Жесткий диск

Это постоянная энергонезависимая память вашей системы. Именно на жестком диске хранится вся операционная система вместе с пользовательскими данными. Редко, но бывает, что жесткий диск выходит из строя. В таком случае, восстановить систему и всю ту информацию, которая на нем хранилась, удастся только вашими молитвами. Точнее, восстановление вполне может получиться как частично, так и полностью, но сама его возможность зависит от того, что именно и как сломалось в винчестере. Новичкам, скорее всего, понадобится помощь более опытных пользователей. Здесь станет очень уместным напоминание о регулярном резервном копировании важной для вас информации.

Понятно, что жесткие диски характеризуются своим объемом, но еще одна немаловажная характеристика – это скорость вращения. Жесткий диск – это круглый магнит, который в прямом смысле этого слова приклеивает к себе информацию. Эту информацию считывают специальные неподвижные головки, которым жесткий диск вращаясь с определенной скоростью подставляет свои ячейки с хранящимися там необходимыми для чтения битами и байтами данных. Конечно, чем быстрее крутится жесткий диск, тем быстрее читается информация, тем быстрее копируются и вставляются файлы и пр. полезности. Одним словом, это полезный бонус для быстродействия вашего компьютера и комфорта работы. Если вы разберете старый хард, то все это хозяйство увидите собственными глазами. Если разберете новый, то тоже увидите, но восстановить сам диск или информацию, которая там хранилась не помогут даже молитвы.

Видеопамять

Это оперативная память, которая используется для мультимедийных нужд, а точнее – хранит изображение, выведенное в данный момент на экране вашего монитора.

Адресация памяти

В принципе – где-то в недалеком времени это станет темой для отдельной статьи, но раз уже зашел разговор о памяти… Вся память, какая бы она не была, состоит из устройства, на котором хранятся биты и байты информации и чего-нибудь, что умеет это читать. Это реализуется разными способами – информация или примагничивается (жесткий диск) к поверхности или хранится в динамической ОЗУ с помощью электричества (нет заряда – нолик, есть – единичка). Можно взять тонкую пластинку из пластика и прожечь в ней лазером определенный узор (DVD-диск). 100 лет назад были перфокарты с отверстиями в определенных местах… В данном случае способ хранения не важен, а суть в том, что любой носитель делится на множество мельчайших ячеек, в каждой из которых может храниться один бит информации (нолик или единичка). Это мельчайшая единица измерения информации, из которой в конечном итоге состоит и фильм, который вы смотрите, и музыка которую вы слушаете и все остальное, что есть в вашем компьютере. Те, в свою очередь, группируются в байты (по 8 штук). По этой причине производители “шутят” и продают вам жесткие диски емкостью на несколько десятков Гб меньше заявленной. Вот вам и 1 Гб, в котором содержится 1024 байта, а не 1000, как думают производители. А теперь немножко математики. Каждая ячейка имеет собственный номер или адрес, по которому к ней может обратиться процессор или программа, которой понадобилось то, что лежит в данной ячейке. Как раз 32-битная адресация в системах соответствующей архитектуры и делает невозможным наличие оперативной памяти больше 4 Гб (немножко памяти резервируется для жизненно необходимых потребностей). Кроме этого, есть еще разрядность процессора, которая определяет количество данных, которые могут обрабатываться одновременно. 32-битный процессор может одновременно работать с 4 байтами информации (1 байт = 8 бит), а 64-разрядный, соответственно осилит сразу 8 байт. Таким образом, 32-битный процессор с тактовой частотой 800 МГц произведет 800 млн операций в секунду (подсчет о-очень приблизительный), а память должна за ним успевать, чтобы не тратилось полезное время. Пожалуй на этом можно было бы остановиться, но все-таки напоследок я напомню еще одну классификацию. Память можно разделять на виды еще и с точки зрения реакции на возможные ошибки. Память без контроля четности совсем не будет их проверять. Память с контролем четности на каждых 8 бит данных содержит 1 бит четности, предназначенный как раз для подобных проверок. ECC – сама может найти несколько ошибочных битов, а заодно и исправить одноразрядные ошибки.

Поддержите проект

Друзья, сайт Netcloud каждый день развивается благодаря вашей поддержке. Мы планируем запустить новые рубрики статей, а также некоторые полезные сервисы.

У вас есть возможность поддержать проект и внести любую сумму, которую посчитаете нужной.