2 вида памяти

1. Кэш процессора – самая быстрая память, бывает нескольких уровней. В нем хранятся данные, которые с большой долей вероятности могут быть использованы компьютером повторно. Сделано это для ускорения работы процессора.

2. Оперативная память (ОЗУ) – служит для временного хранения данных. Более медленная память, чем кэш процессора.

3. Видеопамять – оперативная память видеокарты. Если видеокарта интегрированная, то в качестве видеопамяти будет использованная часть ОЗУ.

4. Винчестер (жесткий диск, ПЗУ) – здесь хранятся все Ваши файлы, игры, фильмы, музыка и прочие данные, включая системные файлы, такие как файлы Windows или Linux или другой операционной системы. Кстати, у него тоже есть кэш память.

5. BIOS на материнской плате тоже записан (или прошит) в микросхеме памяти. В современных материнских платах его можно заменять на более новую версию (перепрошивать) с помощью специальных программ. Но если не уверены в своих силах, то делать этого не рекомендую.

6. Также на различных устройствах компьютера (видеокарта, сетевая карта и прочие) есть микросхемы ПЗУ, с хранящимися данными об этих устройствах.

Существуют такие виды памяти компьютера: ROM, RAM, жесткий диск, оптические диски и различные переносные накопители.

ROM – это такие виды памяти компьютера, которые сильно отличаются от всех остальных, так как предназначены для осуществления скоростного доступа к ним. Данный тип используется только для хранения данных. По своему внешнему виду ROM представляет собой интегрированный чип, который обычно не подлежит замене. Отличие данного типа от других состоит в том, что он должен обладать высокоскоростным доступом, а цикл его чтения должен быть минимальным, в нем нет никаких подвижных частей, поэтому такие функции и стали возможны. Этот вид отличается еще и тем, что информация хранится в нем и в то время, когда компьютер полностью выключен.

RAM представляет собой устройство скоростной памяти, которая применяется для хранения информации в процессе работы компьютера. В данном виде хранение информации возможно только пока компьютер включен и работает. Оперативная память компьютера традиционно обеспечивается модулями, которые при желании можно удалить или заменить. Предназначение данного вида состоит в том, чтобы хранить промежуточные данные, получаемые в процессе работы микропроцессора. Время доступа к этим данным должно быть минимальным, поэтому к модулям оперативной памяти и выставляются определенные требования.

Существуют и такие виды памяти компьютера, которые позволяют осуществлять хранение информации достаточно длительное время. К примеру, жесткий диск является устройством, которое предназначено для постоянного хранения информации и данных, которые не стираются при выключении компьютера. Обычно на жестком диске установлена операционная система и необходимое прикладное программное обеспечение. Жесткий диск подключается к материнской плате и является внешним устройством хранения данных.

Адаптер— структурный шаблон проектирования, предназначенный для организации использования функций объекта, недоступного для модификации, через специально созданный интерфейс. Система поддерживает требуемые данные и поведение, но имеет неподходящий интерфейс. Чаще всего шаблон Адаптер применяется, если необходимо создать класс, производный от вновь определяемого или уже существующего абстрактного класса.

Контроллер — компонент чипсета, организующий взаимодействие процессора с оперативной памятью и формирующий компьютерную платформу.

11. Порт — разъем подсоединения внешнего устройства к адаптеру компьютера, а также логический адрес, используемый процессором для обращения к различным устройствам.Порты связи (ports) служат для сопряжения компьютера и внешних устройств, таких как мышь, принтер, клавиатура и т. д. Часто к портам подключают различные измерительные приборы, датчики. Существуют порты двух типов — последовательные (коммуникационных, сериальные) (serial ports) и параллельные. Поскольку, через них с компьютером может взаимодействовать любое устройство, (при условии, что оно поддерживает протокол порта), и параллельные, и последовательные порты еще называют универсальными. Про внешние устройства, подключаемые к последовательным портам, говорят, что они имеют «последовательный» интерфейс, а про подключаемые к параллельным портам — «параллельный» интерфейс. Все порты могут настраиваться на заданную скорость передачи и приема информации.

Большинство настольных компьютеров имеют два последовательных порта, называемых COM1 и COM2 для подключения внешних устройств, порты COM3, COM4 для устройств, встроенных внутрь системного блока, но можно установить и большее число последовательных портов. К последовательным портам традиционно подключаются модем и мышь. Последовательными порты называются потому, что передают информацию последовательно бит за битом.Максимальная скорость передачи данных по последовательному порту составляет 115 кб/с.В настоящее время данный порт вытеснен (не только из использования, но и с бортов некоторых материнских плат) такими преемниками современной IT-индустрии, как USB и FireWire.

Кроме последовательных в компьютере, как правило, имеются порты параллельные — LPT. Через такой порт компьютер может посылать устройству группу бит информации одновременно. Принтер обычно подключается именно к параллельному порту.К LPT-портам подключают принтеры, плоттеры, сканеры, коммуникационные устройства и устройства хранения данных, а также электронные ключи. Иногда параллельный интерфейс используют для связи между двумя компьютерами — получается сеть. LPT-порт может работать в одном из следующих режимов:

StandartParallelPort (SPP). Стандартный, как следует из названия, режим работы параллельного порта; Следующие вариации расширяют функциональность параллельного порта:

NibbleMode. Режим, позволяющий работать LPT-порту в дуплексном (от ПК к устройству и наоборот) и одновременно SPP способе работы;

ByteMode. Очень малораспространенный режим передачи данных по параллельному порту;

EnhancedParallelPort (EPP). Добавленный функционал обеспечивает двунаправленность и скорость передачи данных, равную 2 мб/с;

ExtendedCababilitiesPort (ECP). Появилась возможность аппаратного сжатия данных, использования режима DMA, добавлен буфер;

Порты шины USB впервые были обнаружены в составе компьютера в 1996 году и до настоящего времени успели достаточно широко эволюционировать, нарастив несколько ответвлений от первоначального стандарта. На сегодняшний день существуют четыре версии данной шины.Сейчас устройств с интерфейсом USB уже предостаточно. Шина позволяет соединять устройства, удаленные от компьютера на расстояние до 25 м (с использованием промежуточных хабов). Шипа USB ориентирована на периферийные устройства, подключаемые к PC.USB обеспечивает обмен данными между хост-компьютером и множеством периферийных устройств (ПУ).Каждое устройство на шине USB (их может быть до 127) при подключении автоматически получает свой уникальный адрес. Логически устройство представляет собой набор независимых конечных точек (endpoint), с которыми хост-контроллер (и клиентское ПО) обменивается информацией.

12. Внешняя память — это память, предназначенная для длительного хранения программ и данных. Целостность содержимого ВЗУ не зависит от того, включен или выключен компьютер.

Виды носителей информации:

  • Ленточные носители информации

Магнитная лента — носитель магнитной записи, представляющий собой тонкую гибкую ленту, состоящую из основы и магнитного рабочего слоя. Рабочие свойства магнитной ленты характеризуются её чувствительностью при записи и искажениями сигнала в процессе записи и воспроизведения. Наиболее широко применяется многослойная магнитная лента с рабочим слоем из игольчатых частиц магнитно-твёрдых порошков гамма-окиси железа (у-Fе2О3), двуокиси хрома (СrО2) и гамма-окиси железа, модифицированной кобальтом, ориентированных обычно в направлении намагничивания при записи.

  • Дисковые носители информации

Дисковые носители информации относятся к машинным носителям с прямым доступом. Понятие прямой доступ означает, что ПК может «обратиться» к дорожке, на которой начинается участок с искомой информацией или куда нужно записать новую информацию.

Накопители на дисках наиболее разнообразны:

Накопители на гибких магнитных дисках (НГМД), они же флоппи-диски, они же дискеты

Накопители на жестких магнитных дисках (НЖМД), они же винчестеры (в народе просто «винты»)

Накопители на оптических компакт-дисках:

CD-ROM (Compact Disk ROM)

Имеются и другие разновидности дисковых носителей информации, например, магнитооптические диски, но ввиду их малой распространенности мы их рассматривать не будем.

  • Накопители на гибких магнитных дисках

Некоторое время назад дискеты были самым популярным средством передачи информации с компьютера на компьютер, так как интернет в те времена был большой редкостью, компьютерные сети тоже, а устройства для чтения-записи компакт дисков стоили очень дорого. Дискеты и сейчас используются, но уже достаточно редко. В основном для хранения различных ключей (например, при работе с системой клиент-банк) и для передачи различной отчетной информации государственным надзорным службам.

Дискета — портативный магнитный носитель информации, используемый для многократной записи и хранения данных сравнительно небольшого объема. Этот вид носителя был особенно распространён в 1970-х — начале 2000-х годов. Вместо термина «дискета» иногда используется аббревиатура ГМД — «гибкий магнитный диск» (соответственно, устройство для работы с дискетами называется НГМД — «накопитель на гибких магнитных дисках», жаргонный вариант — флоповод, флопик, флопарь от английского floppy-disk или вообще печенюшка). Обычно дискета представляет собой гибкую пластиковую пластинку, покрытую ферромагнитным слоем, отсюда английское название «floppy disk» («гибкий диск»). Эта пластинка помещается в пластмассовый корпус, защищающий магнитный слой от физических повреждений. Оболочка бывает гибкой или прочной. Запись и считывание дискет осуществляется с помощью специального устройства — дисковод (флоппи-дисковод). Дискета обычно имеет функцию защиты от записи, посредством которой можно предоставить доступ к данным только в режиме чтения. Внешний вид 3,5” дискеты представлен на рис. 1.2.

  • Накопители на жестких магнитных дисках

В качестве накопителей на жестких магнитных дисках широкое распространение в ПК получили накопители типа «винчестер».

Термин винчестер возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 КВ (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром 30/30 известного охотничьего ружья «Винчестер».

  • Накопители на оптических дисках

Компакт-диск («CD», «Shape CD», «CD-ROM», «КД ПЗУ») — оптический носитель информации в виде диска с отверстием в центре, информация с которого считывается с помощью лазера. Изначально компакт-диск был создан для цифрового хранения аудио (т. н. Audio-CD), однако в настоящее время широко используется как устройство хранения данных широкого назначения (т. н. CD-ROM). Аудио-компакт-диски по формату отличаются от компакт-дисков с данными, и CD-плееры обычно могут воспроизводить только их (на компьютере, конечно, можно прочитать оба вида дисков). Встречаются диски, содержащие как аудиоинформацию, так и данные — их можно и послушать на CD-плеере, и прочитать на компьютере.

Оптические диски имеют обычно поликарбонатную или стеклянную термообработанную основу. Рабочий слой оптических дисков изготавливают в виде тончайших плёнок легкоплавких металлов (теллур) или сплавов (теллур-селен, теллур-углерод, теллур-селен-свинец и др.), органических красителей. Информационная поверхность оптических дисков покрыта миллиметровым слоем прочного прозрачного пластика (поликарбоната). В процессе записи и воспроизведения на оптических дисках роль преобразователя сигналов выполняет лазерный луч, сфокусированный на рабочем слое диска в пятно диаметром около 1 мкм. При вращении диска лазерный луч следует вдоль дорожки диска, ширина которой также близка к 1 мкм. Возможность фокусировки луча в пятно малого размера позволяет формировать на диске метки площадью 1-3 мкм. В качестве источника света используются лазеры (аргоновые, гелий-кадмиевые и др.). В результате плотность записи оказывается на несколько порядков выше предела, обеспечиваемого магнитным способом записи. Информационная ёмкость оптического диска достигает 1 Гбайт (при диаметре диска 130 мм) и 2-4 Гбайт (при диаметре 300 мм).

Широкое применение в качестве носителя информации получили также магнитооптические компакт-диски типа RW (Re Writeble). На них запись информации осуществляется магнитной головкой с одновременным использованием лазерного луча. Лазерный луч нагревает точку на диске, а электромагнит изменяет магнитную ориентацию этой точки. Считывание же производится лазерным лучом меньшей мощности.

Во второй половине 1990-х годов появились новые, весьма перспективные носители документированной информации — цифровые универсальные видеодиски DVD (Digital Versatile Disk) типа DVD-ROM, DVD-RAM, DVD-R с большой ёмкостью (до 17 Гбайт).

По технологии применения оптические, магнитооптические и цифровые компакт-диски делятся на 3 основных класса:

Диски с постоянной (нестираемой) информацией (CD-ROM). Это пластиковые компакт-диски диаметром 4,72 дюйма и толщиной 0,05 дюйма. Они изготавливаются с помощью стеклянного диска-оригинала, на который наносится фоторегистрирующий слой. В этом слое лазерная система записи формирует систему питов (меток в виде микроскопических впадин), которая затем переносится на тиражируемые диски-копии. Считывание информации осуществляется также лазерным лучом в оптическом дисководе персонального компьютера. CD-ROM обычно обладают ёмкостью 650 Мбайт и используются для записи цифровых звуковых программ, программного обеспечения для ЭВМ и т.п.;

Диски, допускающие однократную запись и многократное воспроизведение сигналов без возможности их стирания (CD-R; CD-WORM — Write-Once, Read-Many — один раз записал, много раз считал). Используются в электронных архивах и банках данных, во внешних накопителях ЭВМ. Они представляют собой основу из прозрачного материала, на которую нанесён рабочий слой;

Реверсивные оптические диски, позволяющие многократно записывать, воспроизводить и стирать сигналы (CD-RW; CD-E). Это наиболее универсальные диски, способные заменить магнитные носители практически во всех областях применения. Они аналогичны дискам для однократной записи, но содержат рабочий слой, в котором физические процессы записи являются обратимыми. Технология изготовления таких дисков сложнее, поэтому они стоят дороже дисков для однократной записи.

В настоящее время оптические (лазерные) диски являются наиболее надёжными материальными носителями документированной информации, записанной цифровым способом. Вместе с тем активно ведутся работы по созданию ещё более компактных носителей информации с использованием так называемых нанотехнологий, работающих с атомами и молекулами. Плотность упаковки элементов, собранных из атомов, в тысячи раз больше, чем в современной микроэлектронике. В результате один компакт-диск, изготовленный по нанотехнологии, может заменить тысячи лазерных дисков.

  • Электронные носители информации

Вообще говоря, все рассмотренные ранее носители тоже косвенно связаны с электроникой. Однако имеется вид носителей, где информации хранится не на магнитных/оптических дисках, а в микросхемах памяти. Эти микросхемы выполнены по FLASH-технологии, поэтому такие устройства иногда называют FLASH-дисками (в народе просто «флэшка»). Микросхема, как можно догадаться, диском не является. Однако операционные системы носители информации с FLASH-памятью определяют как диск (для удобства пользователя), поэтому название «диск» имеет право на существование.

Флэш-память (англ. Flash-Memory) — разновидность твердотельной полупроводниковой энергонезависимой перезаписываемой памяти. Флэш-память может быть прочитана сколько угодно раз, но писать в такую память можно лишь ограниченное число раз (обычно около 10 тысяч раз). Несмотря на то, что такое ограничение есть, 10 тысяч циклов перезаписи — это намного больше, чем способна выдержать дискета или CD-RW. Стирание происходит участками, поэтому нельзя изменить один бит или байт без перезаписи всего участка (это ограничение относится к самому популярному на сегодня типу флэш-памяти — NAND). Преимуществом флэш-памяти над обычной является её энергонезависимость — при выключении энергии содержимое памяти сохраняется. Преимуществом флэш-памяти над жёсткими дисками, CD-ROM-ами, DVD является отсутствие движущихся частей. Поэтому флэш-память более компактна, дешева (с учётом стоимости устройств чтения-записи) и обеспечивает более быстрый доступ.

13. Алгоритм характеризуется следующими свойствами:

дискретностью, массовостью, определенностью, результативностью, формальностью.

Дискретность (разрывность) — это свойство алгоритма, характеризующее его структуру: каждый алгоритм состоит из отдельных законченных действий, говорят «Делится на шаги».

Массовость — применимость алгоритма ко всем задачам рассматриваемого типа, при любых исходных данных. Например,алгоритм решения квадратного уравнения в области действительных чисел должен содержать все возможные исходы решения, т.е.,рассмотрев значения дискриминанта, алгоритм находит либо два различных корня уравнения, либо два равных, либо делает вывод о том, что действительных корней нет.

Определенность (детерминированность, точность) — свойство алгоритма, указывающее на то, что каждый шаг алгоритма должен быть строго определен и не допускать различных толкований. Также строго должен быть определен порядок выполнения отдельных шагов.

Результативность — свойство, состоящее в том, что любой алгоритм должен завершаться за конечное (может быть очень большое) число шагов.

Формальность — это свойство указывает на то, что любой исполнитель, способный воспринимать и выполнять инструкции алгоритма, действует формально, т.е. отвлекается от содержания поставленной задачи и лишь строго выполняет инструкции. Рассуждать «что, как и почему?» должен разработчик алгоритма, а исполнитель формально (не думая) поочередно исполняет предложенные команды и получает необходимый результат.

Алгоритмы можно записывать не только при помощи слов. В настоящее время различают несколько способов описания алгоритмов:

1. Словесный, т.е. записи на естественном языке, описание словами последовательности выполнения алгоритма.

Например: Записать алгоритм нахождения наибольшего общего делителя (НОД) двух натуральных чисел. Алгоритм может быть следующим: задать два числа; если числа равны, то взять любое из них в качестве ответа и остановиться, в противном случае продолжить выполнение алгоритма; определить большее из чисел; заменить большее из чисел разностью большего и меньшего из чисел; повторить алгоритм с шага

2. Формульно-словесный, аналогично пункту 1, плюс параллельная демонстрация используемых формул.

В качестве примера можно привести ведение лекций преподавателем (словесный способ) с одновременной записью формул на доске (формульный).

3. Графический, т.е. с помощью блок-схем.

Графический способ представления алгоритмов является более компактным и наглядным по сравнению со словесным. При графическом исполнении алгоритм изображается в виде последовательности связанных между собой блочных символов, каждый из которых соответствует выполнению одного из действий. Такое графическое представление называется схемой алгоритма или блок-схемой. В блок-схеме каждому типу действий (вводу исходных данных, вычислению значений выражений, проверке условий, управлению повторением действий, окончанию обработки и т.п.) соответствует геометрическая фигура, представленная в виде блочного символа. Блочные символы соединяются линиями переходов, определяющими очередность выполнения действий. Символы, наиболее часто употребляемые в блок-схемах.

4. Программный, т.е. тексты на языках программирования.

14.Характеристики процессора:

  • Производитель — марка процессора, модель. Главные производители процессоров для ПК — две конкурирующие компании: AMD и Intel.
  • Тип разъема — сокет. Среди процессоров каждого производителя существуют классы процессоров, которые можно объединить по типу сокета, — они имеют одинаковые разъемы и могут устанавливаться в одну и ту же плату, если она поддерживает конкретную модель.
  • Тактовая частота процессора. Производительность ЦПУ определяется тактовой частотой, задаваемой в мегагерцах (МГц), либо в гигагерцах (ГГц). Ориентироваться по тактовой частоте нужно внутри серии однотипных процессоров.
  • Частота системной шины. FSB (Front side bus) — системная шина обеспечивает передачу данных между процессором и чипсетом. Максимальный объем данных, который передается за единицу времени, определяется частотой системной шины.
  • Объем кэш-памяти процессора. Различают кэши 1-, 2- и 3-го уровней. Кэш 1-го уровня имеет наименьшую латентность (время доступа), но малый размер, кроме того, кэши первого уровня часто делаются многопортовыми.

Объёмы оперативной памяти.

1 Гигабайт.

Устанавливается сегодня в основном в недорогие нетбуки.

2 Гигабайта.

Такой объём устанавливается в большинство нетбуков и начальных ноутбуков, а также в малопроизводительных компьютерах.

4 Гигабайта.

Этот объём оперативной памяти сегодня стал стандартом.

8 Гигабайт.

Если ваш компьютер имеет в себе процессор класса Intel Core i7, i5 или AMD Phenom II X4 или X6, то такой объём оперативной памяти сможет обеспечить его работой.

Внешняя память. Объем этой памяти в тысячи раз больше объема внутренней памяти.

Мультимедийные функции компьютера

  • Воспроизведение звука
  • Обработка звука
  • Воспроизведение видеоизображения
  • Вывод видеоизображения на обычный телевизор
  • Воспроизведение компакт-дисков
  • Копирование аудиодисков на жесткий диск
  • Запись компакт – дисков

Монитор — устройство, предназначенное для визуального отображения информации.

По типу экрана

  • ЭЛТ — на основе электронно-лучевой трубки (англ. cathode ray tube, CRT)
  • ЖК — жидкокристаллические мониторы (англ. liquid crystal display, LCD)
  • Плазменный — на основе плазменной панели (plasma display panel, PDP, gas-plazma display panel)
  • Проектор — видеопроектор и экран, размещённые отдельно или объединённые в одном корпусе (как вариант — через зеркало или систему зеркал); и Проекционный телевизор
  • OLED-монитор — на технологии OLED (англ. organic light-emitting diode — органический светоизлучающий диод)
  • Виртуальный ретинальный монитор — технология устройств вывода, формирующая изображение непосредственно на сетчатке глаза.
  • Лазерный — на основе лазерной панели (пока только внедряется в производство)

Устройства ввода: клавиатура, манипулятор мышь, сканер.

Устройства вывода: монитор, принтер.

В зависимости от тех функций, которые требуются нам от компьютера, периферийные устройства можно разделить на две основные группы. К первой группе можно отнести те устройства, наличие и работа которых нам просто необходима и без которых не обойдется ни одна компьютерная система. Как правило такие устройства называют периферийными системными устройствами компьютера. К этой группе можно отнести монитор, клавиатуру, накопители гибкий дисков, жесткие диски и печатающее устройство компьютера (принтер).

Ко второй группе периферийных устройств можно отнести устройства для ввода и вывода графической информации, модемы, сканеры, мышь и другие устройство компьютера. Они предоставляют компьютерщику дополнительные возможности. Поэтому данную группу устройств называют дополнительными периферийными устройствами.

Статьи к прочтению:

  • Классификация угроз. примеры.
  • Классификация угроз (с сайта)

Урок 28Устройства памяти

Главная | Информатика и информационно-коммуникационные технологии | Планирование уроков и материалы к урокам | 8 классы | Планирование уроков на учебный год | Устройства памяти

Изучив эту тему, вы узнаете:
— что такое память компьютера и как она соотносится с памятью человека;
— каковы характеристики памяти;
— почему память компьютера разделяется на внутреннюю и внешнюю;
— какова структура и особенности внутренней памяти;
— какие наиболее распространенные типы внешней памяти компьютера существуют и в чем состоит их назначение.

Назначение и основные характеристики памяти

В процессе работы компьютера программы, исходные данные, а также промежуточные и окончательные результаты необходимо где-то хранить и иметь возможность обращаться к ним. Для этого в составе компьютера имеются различные запоминающие устройства, которые называют памятью. Информация, хранящаяся в запоминающем устройстве, представляет собой закодированные с помощью цифр 0 и 1 различные символы (цифры, буквы, знаки), звуки, изображения.

Память компьютера — совокупность устройств для хранения информации.

В процессе развития вычислительной техники люди вольно или невольно пытались по образу и подобию собственной памяти проектировать и создавать различные технические устройства хранения информации. Чтобы лучше понять назначение и возможности различных запоминающих устройств компьютера, можно провести аналогию с тем, как хранится информация в памяти человека.

Может ли человек хранить всю информацию об окружающем мире в своей памяти и нужно ли это ему? Зачем, например, помнить названия всех поселков и деревень вашей области, когда при необходимости вы можете воспользоваться картой местности и найти все, что вас интересует? Нет необходимости помнить и цены железнодорожных билетов на разных направлениях, так как для этого есть справочные службы. А сколько существует всевозможных математических таблиц, где рассчитаны значения некоторых сложных функций! В поисках ответа вы всегда можете обратиться к соответствующему справочнику.

Информация, которую человек постоянно хранит в своей внутренней памяти, характеризуется гораздо меньшим объемом по сравнению с информацией, сосредоточенной в книгах, кинолентах, на видеокассетах, дисках и других материальных носителях. Можно сказать, что материальные носители, используемые для хранения информации, составляют внешнюю память человека. Для того чтобы воспользоваться информацией, хранящейся в этой внешней памяти, человек должен затратить гораздо больше времени, чем если бы она хранилась в его собственной памяти. Этот недостаток компенсируется тем, что внешняя память позволяет сохранять информацию сколь угодно длительное время и использовать ее может множество людей.

Существует еще один способ хранения информации человеком. Только что появившийся на свет малыш уже несет в себе внешние черты и, частично, характер, унаследованный от родителей. Это так называемая генетическая память. Новорожденный многое умеет: дышит, спит, ест… Знаток биологии вспомнит о безусловных рефлексах. Эту разновидность внутренней памяти человека можно назвать постоянной, неизменной.

Подобный принцип разделения памяти использован и в компьютере. Вся компьютерная память поделена на внутреннюю и внешнюю. Аналогично памяти человека, внутренняя память компьютера является быстродействующей, но имеет ограниченный объем. Работа же с внешней памятью требует гораздо большего времени, но она позволяет хранить практически неограниченное количество информации.

Внутренняя память состоит из нескольких частей: оперативной, постоянной и кэш-памяти. Это связано с тем, что используемые процессором программы можно условно разделить на две группы: временного (текущего) и постоянного использования. Программы и данные временного пользования хранятся в оперативной памяти и кэш-памяти только до тех пор, пока включено электропитание компьютера. После его выключения выделенная для них часть внутренней памяти полностью очищается. Другая часть внутренней памяти, называемая постоянной, является энергонезависимой, то есть записанные в нее программы и данные хранятся всегда, независимо от включения или выключения компьютера.

Внешняя память компьютера по аналогии с тем, как человек обычно хранит информацию в книгах, газетах, журналах, на магнитных лентах и пр., тоже может быть организована на различных материальных носителях: на дискетах, на жестких дисках, на магнитных лентах, на лазерных дисках (компакт-дисках).

Классификация видов компьютерной памяти по назначению показана на рисунке 18.1.

Рассмотрим общие для всех видов памяти характеристики и понятия.

Существует две распространенные операции с памятью — считывание (чтение) информации из памяти и запись ее в память для хранения. Для обращения к областям памяти используются адреса.

При считывании порции информации из памяти осуществляется передача ее копии в другое устройство, где с ней производятся определенные действия: числа участвуют в вычислениях, слова используются при создании текста, из звуков создается мелодия и т. д. После считывания информация не исчезает и хранится в той же области памяти до тех пор, пока на ее место не будет записана другая информация.

Рис. 18.1. Виды памяти компьютера

При записи (сохранении) порции информации предыдущие данные, хранящиеся на этом месте, стираются. Вновь записанная информация хранится до тех пор, пока на ее место не будет записана другая.

Операции чтения и записи можно сравнить с известными вам в быту процедурами воспроизведения и записи, выполняемыми с обычным кассетным магнитофоном. Когда вы прослушиваете музыку, то считываете информацию, хранящуюся на ленте. При этом информация на ленте не исчезает. Но после записи нового альбома любимой рок-группы ранее хранившаяся на ленте информация будет затерта и утрачена навсегда.

Чтение (считывание) информации из памяти — процесс получения информации из области памяти по заданному адресу.

Запись (сохранение) информации в памяти — процесс размещения информации в памяти по заданному адресу для хранения.

Способ обращения к устройству памяти для чтения или записи информации получил название доступа. С этим понятием связан такой параметр памяти, как время доступа, или быстродействие памяти — время, необходимое для чтения из памяти либо записи в нее минимальной порции информации. Очевидно, что для числового выражения этого параметра используются единицы измерения времени: миллисекунда, микросекунда, наносекунда.

Время доступа, или быстродействие, памяти — время, необходимое для чтения из памяти либо записи в нее минимальной порции информации.

Важной характеристикой памяти любого вида является ее объем, называемый также емкостью. Этот параметр показывает, какой максимальный объем информации можно хранить в памяти. Для измерения объема памяти используются следующие единицы: байты, килобайты (Кбайт), мегабайты (Мбайт), гигабайты (Гбайт).

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

Внутренняя память

Характерными особенностями внутренней памяти по сравнению с внешней являются высокое быстродействие и ограниченный объем. Физически внутренняя память компьютера представляет собой интегральные микросхемы (чипы), которые размещаются в специальных подставках (гнездах) на плате. Чем больше размер внутренней памяти, тем более сложную задачу и с большей скоростью может решить компьютер.

Постоянная память хранит очень важную для нормальной работы компьютера информацию. В частности, в ней содержатся программы, необходимые для проверки основных устройств компьютера, а также для загрузки операционной системы. Очевидно, что изменять эти программы нельзя, так как при любом вмешательстве сразу станет невозможным последующее использование компьютера. Поэтому разрешено только чтение хранимой там постоянно информации. Это свойство постоянной памяти объясняет часто используемое ее английское название Read Only Memory (ROM) — память только для чтения. 

Вся записанная в постоянную память информация сохраняется и после выключения компьютера, так как микросхемы являются энергонезависимыми. Запись информации в постоянную память происходит обычно только один раз — при производстве соответствующих чипов фирмой-изготовителем.

Постоянная память — устройство для долговременного хранения программ и данных.

Существует две основные разновидности микросхем постоянной памяти: однократно программируемые (после записи содержимое памяти не может быть изменено) и многократно программируемые. Изменение содержимого многократно программируемой памяти производится путем электронного воздействия.

Оперативная память хранит информацию, необходимую для выполнения программ в текущем сеансе работы: исходные данные, команды, промежуточные и конечные результаты. Эта память работает только при включенном электропитании компьютера. После его выключения содержимое оперативной памяти стирается, так как микросхемы являются энергозависимыми устройствами.

Оперативная память — устройство для хранения программ и данных, которые обрабатываются процессором в текущем сеансе работы.

Устройство оперативной памяти обеспечивает режимы записи, считывания и хранения информации, причем в любой момент времени возможен доступ к любой ячейке памяти. Часто оперативную память называют RAM (англ. Random Access Memory — память с произвольным доступом).

Если необходимо хранить результаты обработки длительное время, то следует воспользоваться каким-нибудь внешним запоминающим устройством.

ОБРАТИТЕ ВНИМАНИЕ!
При выключении компьютера вся находящаяся в оперативной памяти информация стирается.

Оперативная память характеризуется высоким быстродействием и относительно малой емкостью.

Микросхемы оперативной памяти монтируются на печатной плате. Каждая такая плата снабжена контактами, расположенными вдоль нижнего края, число которых может быть 30, 72 или 168 (рисунок 18.2). Для подключения к другим устройствам компьютера такая плата вставляется своими контактами в специальный разъем (слот) на системной плате, расположенной внутри системного блока. Системная плата имеет несколько разъемов для модулей памяти, суммарный объем которых может принимать ряд фиксированных значений, например 64, 128, 256 Мбайт и более.

Рис. 18.2. Микросхемы (чипы) оперативной памяти

Кэш-память (англ. cache — тайник, склад) служит для увеличения производительности компьютера.

Кэш-память используется при обмене данными между микропроцессором и оперативной памятью. Алгоритм ее работы позволяет сократить частоту обращений микропроцессора к оперативной памяти и, следовательно, повысить производительность компьютера.

Существует два типа кэш-памяти: внутренняя (8-512 Кбайт), которая размещается в процессоре, и внешняя (от 256 Кбайт до 1 Мбайт), устанавливаемая на системной плате. 

Внешняя память

Назначение внешней памяти компьютера заключается в долговременном хранении информации любого вида. Выключение питания компьютера не приводит к очистке внешней памяти. Объем этой памяти в тысячи раз больше объема внутренней памяти. Кроме того, в случае необходимости ее можно «нарастить» так же, как можно купить дополнительную книжную полку для хранения новых книг. Но обращение к внешней памяти требует гораздо большего времени. Как человек затрачивает на поиск информации в справочной литературе гораздо больше времени, чем на ее поиск в собственной памяти, так и скорость обращения (доступа) к внешней памяти существенно больше, чем к оперативной.

Необходимо различать понятия носителя информации и устройства внешней памяти.

Носитель — материальный объект, способный хранить информацию.

Устройство внешней памяти (накопитель)—физическое приспособление, позволяющее производить считывание и запись информации на соответствующий носитель.

Носителями информации во внешней памяти современных компьютеров являются магнитные или оптические диски, магнитные ленты и некоторые другие.

По типу доступа к информации устройства внешней памяти делятся на два класса: устройства прямого (произвольного) доступа и устройства последовательного доступа.

В устройствах прямого (произвольного) доступа время обращения к информации не зависит от места ее расположения на носителе. В устройствах последовательного доступа такая зависимость существует.

Рассмотрим знакомые всем примеры. Время доступа к песне на аудиокассете зависит от местоположения записи. Для ее прослушивания необходимо предварительно перемотать кассету до того места, где записана песня. Это пример последовательного доступа к информации. Время же доступа к песне на грампластинке не зависит от того, первая эта песня на диске или последняя. Чтобы прослушать любимое произведение, достаточно установить звукосниматель проигрывателя в определенное место на диске, где записана песня, или на музыкальном центре указать ее номер. Это пример прямого доступа к информации.

Дополнительно к введенным ранее общим характеристикам памяти для внешней памяти используют понятия плотности записи и скорости обмена информацией.

Плотность записи определяется объемом информации, записанным на единице длины дорожки. Единицей измерения плотности записи служат биты на миллиметр (бит/мм). Плотность записи зависит от плотности нанесения дорожек на поверхность, то есть числа дорожек на поверхности диска.

ПЛОТНОСТЬ записи — объем информации, записанной на единице длины дорожки.

Скорость обмена информации зависит от скорости ее считывания или записи на носитель, что, в свою очередь, определяется скоростью вращения или перемещения этого носителя в устройстве. По способу записи и чтения устройства внешней памяти (накопители) подразделяются в зависимости от вида носителя на магнитные, оптические и электронные (флэш-память). Рассмотрим основные виды внешних носителей информации.

Гибкие магнитные диски

Одним из наиболее распространенных носителей информации являются гибкие магнитные диски (дискеты) или флоппи-диски (от англ. floppy disk). В настоящее время широко используются гибкие диски с внешним диаметром 3,5″ (дюйма), или 89 мм, называемые обычно 3-дюймовыми. Диски называются гибкими потому что их рабочая поверхность изготовлена из эластичного материала и помещена в твердый защитный конверт. Для доступа к магнитной поверхности диска в защитном конверте имеется закрытое шторкой окно. 

Поверхность диска покрывается специальным магнитным слоем. Именно этот слой обеспечивает хранение данных, представленных двоичным кодом. Наличие намагниченного участка поверхности кодируется как 1, отсутствие — как 0. Информация записывается с двух сторон диска на дорожках, которые представляют собой концентрические окружности (рисунок 18.3). Каждая дорожка разделяется на секторы. Дорожки и секторы представляют собой намагниченные участки поверхности диска.

Работа с дискетой (запись и чтение) возможна только при наличии на ней магнитной разметки на дорожки и секторы. Процедура предварительной подготовки (разметки) магнитного диска называется форматированием. Для этого в состав системного программного обеспечения включена специальная программа, с помощью которой и производится форматирование диска.

Рис. 18.3. Разметка поверхности гибкого диска

Форматирование диска — процесс магнитной разметки диска на дорожки и секторы.

Для работы с гибкими магнитными дисками предназначено устройство, называемое дисководом, или накопителем на гибких магнитных дисках (НГМД). Дисковод для гибких дисков относится к группе накопителей прямого доступа и устанавливается внутри системного блока.

Гибкий диск вставляется в щель дисковода, после чего автоматически открывается шторка и происходит вращение диска вокруг своей оси. При обращении к нему соответствующей программы магнитная головка записи/чтения устанавливается над тем сектором диска, куда надо записать или откуда требуется считать информацию. Для этого дисковод снабжен двумя шаговыми электродвигателями. Один двигатель обеспечивает вращение диска внутри защитного конверта. Чем выше скорость вращения, тем быстрее считывается информация, а значит, увеличивается скорость обмена информацией. Второй двигатель перемещает головку записи/чтения вдоль радиуса поверхности диска, что и определяет другую характеристику внешней памяти — время доступа к информации.

В защитном конверте имеется специальное окно защиты записи. Это окно может быть открыто или закрыто с помощью бегунка. Для предохранения информации на диске от изменения или удаления это окно открывают. При этом запись на гибкий диск становится невозможна и доступным остается только чтение с диска.

Для обращения к диску, установленному в дисководе, используются специальные имена в виде латинской буквы с двоеточием. Наличие после буквы двоеточия позволяет компьютеру отличить имя дисковода от буквы, поскольку это общее правило. Дисководу для считывания информации с 3-дюймового диска присваивается имя А: или иногда В:.

Запомните правила работы с гибкими дисками.
1. Не дотрагивайтесь до рабочей поверхности диска руками.
2. Не держите диски вблизи источника сильного магнитного поля, например около магнита.
3. Не подвергайте диски нагреванию.
4. Рекомендуется делать копии содержимого гибких дисков на случай их повреждения и выхода из строя.

Существенно увеличить хранимый на магнитном диске объем позволяют технологии, которые при записи дополнительно используют сжатие информации (ZIP-диск).

Жесткие магнитные диски

Одним из обязательных компонентов персонального компьютера являются жесткие магнитные диски. Они представляют собой набор металлических либо керамических дисков (пакет дисков), покрытых магнитным слоем. Диски вместе с блоком магнитных головок установлены внутри герметичного корпуса накопителя, обычно называемого винчестером. Накопитель на жестких магнитных дисках (винчестер) относится к накопителям с прямым доступом.

Термин «винчестер» возник из жаргонного названия первой модели жесткого диска емкостью 16 Кб (IBM, 1973 г.), имевшего 30 дорожек по 30 секторов, что случайно совпало с калибром 30″/30″ известного охотничьего ружья «Винчестер».

Основные особенности жестких дисков:
♦ жесткий диск относится к классу носителей с произвольным доступом к информации;
♦ для хранения информации жесткий диск размечается на дорожки и секторы;
♦ для доступа к информации один двигатель дисковода вращает пакет дисков, другой устанавливает головки в место считывания/запи си информации;
♦ наиболее распространенные размеры жесткого диска — 5,25 и 3,5 дюйма в наружном диаметре.

Жесткий магнитный диск представляет собой очень сложное устройство с высокоточной механикой чтения/записи и электронной платой, управляющей работой диска. Чтобы сохранить информацию и работоспособность жестких дисков, необходимо оберегать их от ударов, резких толчков.

Производители винчестеров сосредоточили свои усилия на создании жестких дисков большей емкости, надежности, скорости обмена данными и меньшей шумности. Можно выделить следующие основные тенденции развития жестких магнитных дисков:
♦ развитие винчестеров для мобильных приложений (например однодюймовые, двухдюймовые винчестеры для ноутбуков);
♦ развитие областей применения, не связанных с персональными компьютерами (в телевизорах, видеомагнитофонах, автомобилях). 

Для обращения к жесткому диску используется имя, задаваемое любой латинской буквой, начиная с С:. В случае если установлен второй жесткий диск, ему присваивается следующая буква латинского алфавита D: и т. д. Для удобства работы в операционной системе предусмотрена возможность с помощью специальной системной программы условно разбивать один физический диск на несколько независимых частей, называемых логическими дисками. В этом случае каждой части одного физического диска присваивается свое логическое имя, что позволяет независимо обращаться к ним: С:, D: и т. д.

Оптические диски

Оптические, или лазерные носители — это диски, на поверхности которых информация записана с помощью лазерного луча. Эти диски изготовлены из органических материалов с напылением на поверхность тонкого алюминиевого слоя. Такие диски часто называют компакт-дисками у или CD (англ. Compact Disk — компакт -диск). Лазерные диски в настоящее время являются наиболее популярными носителями информации. При габаритах (диаметр — 120 мм), сопоставимых с флоппи-дисками (диаметр — 89 мм), емкость современного компакт-диска примерно в 500 раз больше, чем у дискеты. Емкость лазерного диска составляет примерно 650 Мбайт, что эквивалентно хранению текстовой информации объемом около 450 книг или звукового файла длительностью 74 минуты.

В отличие от магнитных дисков, лазерный диск имеет одну дорожку в виде спирали. Информация на дорожке-спирали записывается мощным лазерным лучом, выжигающим на поверхности диска углубления, и представляет собой чередование впадин и выпуклостей. При считывании информации выступы отражают свет слабого лазерного луча и воспринимаются как единица (1), впадины поглощают луч и, соответственно, воспринимаются как ноль (0). 

Бесконтактный способ считывания информации с помощью лазерного луча определяет долговечность и надежность ком- пакт-дисков. Как и магнитные, оптические диски относятся к устройствам с произвольным доступом к информации. Оптическому диску присваивается имя — первая свободная буква латинского алфавита, не использованная для имен жестких дисков.

Различают два типа накопителей (оптических дисководов) для работы с лазерными дисками:
♦ устройство для чтения с компакт-дисков, которое позволяет только читать информацию, ранее записанную на диск. Этим обусловлено название оптического дисковода CD-ROM (от англ. Compact Disk Read Only Memory — компакт-диск только для чтения). Невозможность записи информации в этом устройстве объясняется тем, что в нем установлен источник слабого лазерного излучения, мощности которого хватает только для считывания информации;
♦ оптический дисковод, который позволяет не только считывать, но и выполнять запись информации на компакт-диск. Он называется CD-RW (Rewritable). Устройства CD-RW обладают достаточно мощным лазером, позволяющим менять отражающую способность участков поверхности в процессе записи диска и прожигать микроскопические углубления на поверхности диска под защитным слоем, производя тем самым запись непосредственно в дисководе компьютера.

Диски DVD, также как и CD, хранят данные за счет расположенных выпуклостей (насечек) вдоль спиральных дорожек на отражающей металлической поверхности, покрытой пластиком. Используемый в устройствах записи/чтения DVD дисков лазер создает насечки более мелкого размера, что позволяет увеличить плотность записи данных. 

Внедрение полупрозрачного слоя, который прозрачен для света с одной длиной волны и отражает свет другой длины волны, позволяет создавать двухслойные и двухсторонние диски и следовательно увеличить емкость диска при прежних размерах. При этом геометрические размеры DVD и CD одинаковые, что позволило создать устройства, способные воспроизводить и записывать данные как на CD, так и на DVD. Но оказалось, что это не предел. Для записи видео и звука на DVD применяется сложная технология сжатия данных, обеспечивающая возможность разместить еще большие объемы информации в меньшем пространстве

Магнитные ленты

Магнитные ленты представляют собой носитель, аналогичный используемому в аудиокассетах бытовых магнитофонов. Устройство, которое обеспечивает запись и считывание информации с магнитных лент, называется стримером (от англ. stream — поток, течение; струиться). Стример относится к устройствам с последовательным доступом к информации и характеризуется гораздо меньшей скоростью записи и считывания информации по сравнению с дисководами.

Основное назначение стримеров — создание архивов данных, резервное копирование, надежное хранение информации. Многие большие банки, коммерческие фирмы, торговые предприятия в конце плановых периодов переносят важные сведения на магнитные ленты и убирают кассеты в архивы. Кроме того, на кассеты стримеров периодически записывается информация с винчестера, чтобы воспользоваться ею в случае непредвиденного сбоя жесткого диска, когда необходимо срочно восстановить хранившуюся на нем информацию.

Флэш-память

Флэш-память относится к электронному энергонезависимому типу памяти. Принцип работы флэш-памяти аналогичен принципу работы модулей оперативной памяти компьютера.

Главное отличие состоит в том, что она энергонезависима, то есть хранит данные до тех пор, пока вы их сами не удалите. При работе с флэш-памятью используются такие же операции, что и с другими носителями: запись, чтение, стирание (удаление).

Флэш-память имеет ограниченный срок службы, который зависит от объема перезаписываемой информации и от частоты ее обновления.

Сравнительные характеристики

Современные компьютеры, как правило, имеют внешнюю память в составе: винчестер, дисковод для 3,5-дюймовых дискет, CD-ROM, флэш-память. Следует помнить, что магнитные диски и ленты чувствительны к воздействию магнитных полей. В частности, размещение поблизости с ними сильного магнита может разрушить информацию, хранимую на перечисленных носителях. Поэтому, используя магнитные носители, необходимо обеспечить их удаленность от источников магнитных полей.

В таблице 18.1 приведено сравнение объемов памяти наиболее распространенных современных устройств памяти и носителей информации, рассмотренных ранее.

Таблица 18.1. Сравнительная характеристика устройств памяти
персонального компьютера, август 2006

Контрольные вопросы и задания

1. Емкость гибкого диска размером 3,5 дюйма равна 1,44 Мбайт. Лазерный диск может содержать 650 Мбайт информации. Определите, сколько дискет потребуется, чтобы разместить информацию с одного лазерного диска.

2. Диаметр гибких дисков задается в дюймах. Вычислите размеры гибких дисков в сантиметрах (1 дюйм = 2,54 см).

3. Установлено, что для записи одного символа необходим 1 байт памяти. В тетради в клеточку, состоящей из 18 листов, мы пишем по одному символу в каждой клетке. Сколько тетрадей можно записать на один гибкий диск с объем памяти 1,44 Мбайт?

4. Определите объем памяти, необходимой для хранения 2 млн символов. Сколько дисков объемом 1,44 Мбайт понадобится для записи этой информации?

5. Ваш жесткий диск имеет объем 2,1 Гбайт. Устройство распознавания речи воспринимает информацию с максимальной скоростью 200 букв в минуту. Сколько времени надо говорить, чтобы заполнить 90 % объема памяти жесткого диска?

6. Каково назначение устройств хранения информации в компьютере?

7. Какие виды памяти вы знаете и в чем их основное различие?

8. Для чего при работе на персональном компьютере используется внешняя память?

9. В чем суть считывания и записи информации в память?

10. Какие вы знаете характеристики, общие для всех видов памяти?

11. Чем характеризуется внутренняя память компьютера?

12. В чем особенности постоянной памяти?

13. В чем особенности оперативной памяти?

14. В чем особенности кэш-памяти?

15. Укажите отличительные особенности внутренней и внешней памяти компьютера.

16. Какие специфические характеристики внешней памяти вы знаете? 

17. Перечислите известные вам носители информации с древних времен и до наших дней. Расположите их в хронологическом порядке.

18. Дайте краткую характеристику наиболее распространенным накопителям данных, которые используются в компьютере.

19. В чем отличие прямого и последовательного доступа к информации на носителях?

20. Укажите общие свойства и отличительные особенности гибких и жестких дисков.

21. Что такое CD, CD-ROM, CD-R?

22. Когда целесообразно использовать стример?

23. Заполните таблицу 18.1 данными для конкретной модели компьютера.

Основные характеристики памяти

Классификация видов памяти

ПАМЯТЬ

Память – это психический познавательный процесс запечатления, сохранения, последующего узнавания и воспроизведения следов прошлого опыта. Память занимает особое место среди психических познавательных процессов. Это связано с тем, что память является «сквозным» процессом, обеспечивающим преемственность психических процессов и объединяющим все познавательные процессы в единое целое.

Переработка в памяти какой-либо информации включает несколько процессов:

1.Запоминание определяет полноту и точность воспроизведения материала, прочность и длительность его сохранения. Запоминание может носить непроизвольный характер, т.е. совершаться помимо нашей воли. Однако гораздо большее значение для человека имеет произвольное форма запоминание, при которой усвоение информации стимулируется волевыми усилиями.

Существует два способа запоминания информации. При механическом запоминании образуются соответствующие материалу механические ассоциации. К такому способу человек обращается, когда материал непонятен, или если отсутствует желание его усвоить. Второе, смысловое запоминание, опирается на системы временных связей, уже образованных в прошлом опыте человека. При запоминании большого объема материала необходимо проводить смысловую группировку, разделив его на части, а также установить логические связи между частями.

2. Сохранение – процесс удержания информации в памяти. Материал лучше сохраняется в памяти в том случае, когда запоминанию сопутствовали эмоциональная окраска, заинтересованность и стремление как можно лучше и прочнее удержать материал в памяти. Выделяют два вида сохранения: динамическое и статическое. При динамическом сохранении хранящийся в памяти материал изменяется мало, при статическом сохранении материал подвергается определенной переработке, которая происходит под влиянием новой информации, непрерывно поступающей от органов чувств. Менее существенная информация может исчезать, заменяться другими деталями, может изменяться последовательность материала, степень его обобщения.

3. Процесс сохранения информации в памяти связан с процессом забывания – невозможностью восстановить ранее воспринятый материал. Забывание может проявляться в потере второстепенных деталей, схематизации материала, отбрасывании отдельных частей информации и пр. Забывание протекает неравномерно во времени. Наибольшая потеря материала происходит сразу же после его воспроизведения, а в дальнейшем забывание идет медленнее.

4. Узнавание – процесс сличения воспринимаемого объекта и того представления, которое сформировалось у человека ранее. Узнавание бывает разным по степени точности и полноты. Наименьшая степень узнавания проявляется в «чувстве знакомости», когда человек не может точно узнать признаки объекта, но уверен, что он ему знаком. Наибольшая степень узнавания — это полное узнавание, при котором человек безошибочно относит объект к определенной категории. Полное узнавание не вызывает у человека никаких сомнений в знании объекта восприятия.

5. Воспроизведение – процесс памяти, в результате которого происходит воссоздание полученной ранее информации. Выделяют два вида воспроизведения — непроизвольное и произвольное. Непроизвольное воспроизведение является непреднамеренным и может происходить неожиданно для человека. Произвольное воспроизведение — это активный волевой процесс припоминания: человек имеет цель вспомнить материал и для этого применяет волевые усилия.

Несмотря на многолетние исследования, полной картины о физиологических механизмах памяти пока нет. В настоящее время большинство исследователей считают, что постоянное хранение информации связано с химическими или структурными изменениями в мозге. Запоминание осуществляется посредством электрической активности, т.е. химические или структурные изменения в мозге должны влиять на электрическую активность и наоборот. Так, согласно одной из теорий многократная электрическая активность в нейронных цепях вызывает химические или структурные изменения в самих нейронах, что приводит к запоминанию информации.

Существует несколько классификаций видов памяти, основанием для которых являются различные критерии.

1. По продолжительности закрепления и сохранения материала выделяют:

— Сенсорную память;

— Кратковременную память;

— Оперативную память;

— Долговременную память.

Сенсорная память— это непосредственный отпечаток сенсорной информации. Эта система удерживает довольно точную и полную картину мира, воспринимаемую органами чувств. Длительность сохранения информации при этом очень невелика – 0,1-0,5 с. За это короткое время в соответствии с ценностью поступающей информации решается вопрос о том, будут ли привлечены высшие отделы мозга к обработке поступивших сигналов. Если этой последующей обработки материала не происходит, то менее чем за одну секунду следы стираются и сенсорная память заполняется новыми сигналами.

Между сенсорной и кратковременной памятью можно выделить промежуточную составляющую — оперативную память. Оперативная память обслуживает непосредственно осуществляемые человеком операции. Например, когда мы выполняем какое-либо сложное арифметическое действие, то осуществляем его по частям. При этом мы удерживаем «в уме» некоторые промежуточные результаты до тех пор, пока имеем с ними дело.

Дальнейший этап переработки информации осуществляется в кратковременной памяти. Кратковременная память – этовид памяти, характеризующийся очень кратким сохранением воспринимаемой информации, как правило, не больше 20 сек. После этого она или стирается, или переводится в долговременную память. Объем кратковременной памяти индивидуален, он характеризует природную память человека, связанную со способностью механически запоминать воспринимаемую информацию. В среднем в кратковременной памяти сохраняется 7 единиц информации. Благодаря кратковременной памяти быстро перерабатывается значительный объем информации, отсеивается ненужная и остается потенциально полезная.

Долговременная память – это память, способная хранить информацию в течение длительного срока. Емкость долговременной памяти практически безгранична. Такая особенность долговременной памяти связана с неограниченной емкостью человеческого мозга: он состоит из 10 млрд. нейронов, каждый из которых способен удерживать существенное количество информации.

2. По характеру психической активности выделяют:

— Двигательную память;

— Эмоциональную память;

— Образную память;

— Словесно-логическую память.

Двигательная или моторная память – запоминание, сохранение и воспроизведение различных движений. Этот вид памяти является основой для формирования различных практических и трудовых навыков, а также навыков ходьбы, письма и т.д.

Эмоциональная память – это память на чувства, заключающаяся в способности запоминать и воспроизводить чувства. Пережитые и сохраненные в памяти чувства выступают в виде сигналов, либо побуждающих к действию, либо удерживающих от действий, вызвавших в прошлом отрицательные переживания.

Образная память — это память на представления, картины природы и жизни, а также на звуки, запахи, вкусы и др. Суть образной памяти заключается в том, что воспринятое раньше воспроизводится затем в форме представлений, однако эти представления могут расходиться со своим оригиналом, а с течением времени эти различия могут существенно углубляться. Это связано с особенностями самих представлений и образной памяти как таковой. К таким особенностям относят бледность, фрагментарность и неустойчивость представлений.

Словесно-логическая память тесным образом связана со словом, мыслью и логикой. Этот вид памяти позволяет быстро и точно запомнить смысл событий, логику рассуждений или какого-либо доказательства, смысл читаемого текста. Словесно-логическая память — специфически человеческая память, в отличии от двигательной, эмоциональной и образной, которые в простейших формах свойственны и животным. Словесно-логическая память, опираясь на развитие других видов памяти, становится ведущей у человека, и от уровня ее развития зависит развитие всех других видов памяти.

3. По характеру целей деятельности выделяют:

— Непроизвольную память;

— Произвольную память.

Непроизвольная память – это память, когда запоминание и воспроизведение осуществляются автоматически, без волевых усилий человека, без контроля со стороны сознания. При этом отсутствует специальная цель что-то запомнить или припомнить. При произвольной памяти присутствует специальная мнемическая задача, а сам процесстребует волевого усилия.

К основным характеристикам памяти относятся: объем, быстрота воспроизведения, точность воспроизведения, длительность сохранения, готовность к использованию сохраненной информации.

Объем – это характеристика памяти, которая раскрывает возможности запоминания и сохранения информации. В качестве показателя объема памяти используют количество запомненных единиц информации. Объем кратковременной памяти составляет от 5 до 9 единиц информации.

Быстрота воспроизведения – это способность человека использовать в практической деятельности имеющуюся у него информацию. При этом одни люди достаточно легко используют свои «информационные запасы», а другие могут испытывать серьезные затруднения при попытке воспроизвести информацию, необходимую для решения даже знакомой задачи.

Точность воспроизведения – это способность точно сохранять и точно воспроизводить запечатленную в памяти информацию. В процессе сохранения в памяти часть информации утрачивается, а часть – искажается, и при воспроизведении этой информации человек может допускать ошибки.

Длительность – отражает способность человека удерживать определенное время необходимую информацию.

Готовность воспроизвести сохраненную информацию – это способность человека воспроизвести нужную информацию в необходимой ситуации.

Виды памяти в психологии. Долговременная и кратковременная память

Каждый человек в течение всей своей жизни накапливает определенную информацию, опыт и знания, необходимые ему в различных сферах его деятельности. Все это возможно благодаря памяти. Без нее человечество никогда не достигло бы прогресса и до сих пор оставалось бы на уровне первобытнообщинного строя. Память – это одна из важнейших функций нашего сознания. Что же означает это понятие? Каковы основные виды памяти в психологии? С какими ее нарушениями может столкнуться человек, и как их исправить?

Понятие и функции памяти

Память – это способность сознания человека накапливать, сохранять, а также воспроизводить полученные некогда знания, навыки, информацию о нашем мире. В различных формах она присуща всем живым организмам. Однако у людей, по сравнению с остальными существами, память находится на самом высшем уровне развития.

Различные типы памяти способствуют тому, что человек может не только овладевать некими сведениями, но и повторять и воспроизводить всевозможные действия. Память позволяет нам переноситься мыслями в прошлое, заново переживать эмоции и волнения, которые мы когда-то испытали. Эта функция человеческой психики обеспечивает связь прошлого, настоящего и будущего, делает возможным обучение и личностное развитие.

Память способствует координации работы различных подсистем нашей психики. С ее помощью человек способен добиваться цели, поставленной перед собой, благодаря запоминанию и воспроизведению в нужный момент необходимой информации.

К основным функциям памяти относится способность накапливать и сохранять полученные знания в течение длительного промежутка времени. Также она необходима для воспроизведения информации с максимальной точностью.

Классификация видов памяти в психологии

К свойственным, помимо человека, и другим организмам относятся генетическая и механическая память. Первая из них хранится в генотипе живого организма и передается по наследству. На нее невозможно оказать никакого влияния известными нам методами. Механическая память представляет собой способность к обучению, основанную на повторениях, без осмысления и осознания действий.

В зависимости от того, какой из органов чувств принимает наибольшее участие в процессе запоминания, выделяют следующие типы памяти: слуховую, зрительную и осязательную. По продолжительности хранения информации она делится на долгосрочную и кратковременную.

Также классификация видов памяти производится по типу мышления человека. Согласно ей, выделяют ассоциативную, логическую, опосредованную память.

Первый вид представляет собой процесс усваивания информации за счет построения некой цепочки ассоциаций. Так, например, когда человек изучает иностранный язык, то или иное слово может показаться по произношению похожим на русское. Таким образом, запомнить его будет намного легче.

Логическая память построена на смысловой взаимосвязи различных элементов, которые необходимо запомнить. Поняв причинно-следственные зависимости, человек легко усвоит необходимую ему информацию.

Опосредованная память основывается на сопоставлении новых знаний с уже имеющимся у человека жизненным опытом. Она включает в себя и логическую, и ассоциативную память.

От того, насколько целенаправленно происходит усваивание информации человеком, выделяют такие виды памяти в психологии, как произвольную и непроизвольную. В первом случае знания фиксируются случайно, автоматически. Непроизвольная память же предполагает целенаправленную концентрацию внимания человека для сохранения необходимой информации.

Качества и индивидуальные особенности нашей памяти

У каждого человека память развита по-своему. Для кого-то не составит труда быстро запомнить довольно большой объем информации, кому-то же сложно выучить даже короткое стихотворение.

В психологии выделяются следующие качества памяти: объем, точность, длительность, быстрота запоминания и готовность к воспроизведению. Все они развиты у конкретного человека в разной степени.

Объем памяти представляет собой способность индивида одновременно сохранять и держать в голове значительное количество информации. Согласно научным данным, люди не используют на 100% свой мозг, и память наша также задействована не на полную силу. В наше сознание может вместиться информации гораздо больше, чем в самый современный компьютер, но мало кто реализует на практике свои потенциальные возможности.

Точность памяти позволяет человеку воспроизводить максимально достоверно усвоенную информацию. Очень часто с течением времени часть данных может стереться из нашего сознания или исказиться. Точность воспроизведения же обеспечивает их надежную сохранность в неизменном виде.

Длительность памяти позволяет удерживать необходимую информацию в голове определенное время. Так, например, студенту, выучившему все билеты перед сессией, важно не забыть их до того момента, пока он не сдаст экзамены. После этого же удерживать информацию в памяти для него не имеет смысла.

Быстрота запоминания также является одной из важнейших характеристик памяти. Она определяется количеством времени, необходимым для того, чтобы усвоить ту или иную информацию. Некоторым студентам, к примеру, нужно учить весь семестр, чтобы успешно сдать сессию. Другим же достаточно прочитать материал на один раз перед самым экзаменом.

Готовность к воспроизведению характеризуется способностью человека быстро вспомнить необходимую информацию. Для кого-то это совсем несложно, кому-то же требуется время, чтобы постепенно отыскать в глубинах своей памяти то, что ему нужно.

Понятие и особенности зрительной памяти

Зрительная память характеризуется тем, что человек в состоянии запоминать увиденные им лица, текст, различные предметы. При необходимости вспомнить что-либо перед ним возникают некие образы, которые формирует наше сознание. Людям, у которых этот вид памяти развит в большей степени, легче усваивать информацию при зрительном контакте с предметом познания.

Особенности памяти этого вида состоят в том, что в процессе запоминания наш мозг преобразует и трансформирует исходные данные. При этом мелкие, неважные детали могут вовсе опускаться, а что-то более крупное и привлекающее внимание, наоборот, выделяться и преувеличиваются. Наше сознание способно представлять увиденную информацию в виде схем и рисунков, которые легче сохранить в памяти.

Зрительная память не у всех людей развита одинаково. Кто-то с легкостью опишет предмет, который он видел пару секунд, другой же человек, даже внимательно рассматривая ту или иную вещь, упустит потом важные моменты, рассказывая о ней.

Особенности слуховой памяти

Многим людям гораздо легче запомнить информацию на слух, нежели при зрительном контакте. Так, при разучивании стихотворения некоторым детям необходимо, чтобы родители сначала несколько раз прочитали им его. Слуховая память – это способность человека запоминать и усваивать, сохранять и впоследствии воспроизводить звуковую информацию.

Каждый человек в той или иной степени обладает слуховой памятью. Кто-то с легкостью дословно воспроизведет мельком услышанную им информацию. Кому-то же это дается труднее. Но даже если, внимательно прослушав лекцию, вы из нее ничего не запомнили, не стоит думать, что данный вид памяти вам совершенно не свойственен. Возможно, ваш мозг просто не хочет воспринимать информацию, которая вам не интересна, ведь в разговоре с товарищем практически каждый запомнит, о чем именно он вам рассказывал.

Кратковременная память

Выделяя виды памяти в психологии, чаще всего в первую очередь упоминают долговременную и кратковременную память. Последняя представляет собой способ хранения информации в течение небольшого промежутка времени, как правило, от 20 до 30 секунд. Очень часто с ней сравнивается физическая память компьютера.

Кратковременная память сохраняет обобщенный образ предмета, который воспринял человек. Она акцентируется на самых основных и выделяющихся чертах, наиболее запоминающихся элементах. Кратковременная память функционирует без предварительной установки на запоминание. Однако при этом она направлена на воспроизведение только что полученной информации.

Основным показателем, характеризующим кратковременную память, является ее объем. Он определяется количеством единиц информации, которые человек будет способен воспроизвести с абсолютной точностью через 20-30 секунд после того, как некие данные один раз были представлены перед ним. Чаще всего объем кратковременной памяти людей варьируется в промежутке между 5 и 9 единицами.

Информация удерживается в кратковременной памяти за счет повторения. Данные сканируются нашим мозгом с помощью зрения, а затем проговариваются внутренней речью. После этого начинает работать кратковременная слуховая память. При отсутствии повторения сохраненные элементы со временем забываются либо вытесняются вновь поступившими данными.

Долговременная память

Способность человека хранить информацию в течение очень долгого, иногда ограниченного лишь продолжительностью нашей жизни, промежутка времени называется долговременной памятью. Она предполагает наличие у людей возможности в любой необходимый момент вспомнить и воспроизвести то, что когда-то прочно поселилось в сознании.

Человек в состоянии неограниченное количество раз рассказывать без утраты смысла и всех мельчайших деталей информацию, хранящуюся в долгосрочном хранилище памяти. Систематические повторения позволяют удерживать в голове данные все дольше и дольше.

Функционирование долгосрочной памяти связано с такими процессами, как мышление и сила воли. Они необходимы для того, чтобы отыскать в глубинах сознания некогда сохраненную информацию. Для того чтобы данные перешли в долговременную память, нужна четкая установка на запоминание, а также систематические повторения.

У всех людей этот вид памяти развит в различной степени. Чем лучше долговременная память, тем большее количество единиц информации способен запомнить человек при меньшем числе повторений.

Способность забывать как функция памяти

Многими людьми способность забывать рассматривается, как недостаток, и даже нарушение памяти, от которого хотелось бы избавиться. Действительно, мало кому понравится в нужный момент не суметь вспомнить важную информацию. Однако на самом деле способность забывать нам крайне необходима.

Если на секунду представить, что человек хранил бы в своей голове абсолютно все, и ни одна даже самая малейшая деталь не ускользала бы из нашего сознания, насколько перегруженной оказалась бы в итоге наша память? Помимо этого, есть множество неприятных и страшных событий, которые хочется поскорее забыть. Наше сознание устроено таким образом, что пытается стереть из памяти весь негатив. Люди стараются помнить только хорошее и поменьше думать о плохом.

Способность забывать позволяет человеку концентрироваться на самых важных вещах и сохранять в своем сознании только действительно необходимую информацию. Благодаря этой функции наша физическая память защищена от перегрузок. Однако не во всех случаях представление людей о нужных сведениях совпадают с выбором таковых нашим мозгом. Подобные ситуации создают для нас проблемы и неудобства, и человек жалуется, что у него плохая память.

Необходимо помнить, что даже люди с феноменальной памятью обладают способностью забывать ненужную, лишнюю информацию. Без этой способности мозг работал бы очень медленно, как перегруженный компьютер. При этом у человека часто возникали бы нервные расстройства и всевозможные проблемы с памятью.

Нарушение памяти: виды и причины

Причины нарушения памяти довольно разнообразны. В первую очередь к таковым относятся травмы и поражения головного мозга, а также заболевания других органов, отражающиеся на общем состоянии человека. Частое злоупотребление алкоголем, никотином, наркотиками, систематический прием сильных лекарственных средств могут привести к нарушению памяти. Причиной этой проблемы является также неправильный образ жизни человека, наличие постоянных стрессов, хроническое недосыпание и переутомление. Многие люди с возрастом начинают замечать, что у них стала плохая память. Если проблемы с памятью, вызванные неблагоприятными жизненными факторами, устранить довольно легко, то нарушения, спровоцированные серьезными травмами, очень сложно поддаются лечению.

Как и виды памяти в психологии, ее расстройства также многообразны. Они подразделяются на несколько групп. К первой относятся амнезии. Это заболевание характеризуется нарушением способности индивида хранить, запоминать и воспроизводить информацию. Иногда человек не может вспомнить события, которые происходили до получения травмы. В некоторых случаях он, наоборот, прекрасно помнит далекое прошлое, но не способен воспроизвести то, что случилось с ним пару минут назад.

Ко второй группе относятся частичные нарушения памяти. Они делятся на гипомнезию, то есть снижение памяти, и гипермнезию – заболевание, характеризующееся чрезмерным повышением способностей сохранять информацию.

Третья группа включает в себя нарушения, связанные с искажением информации или ложными воспоминаниями. Заболевания такого рода носят название парамнезии. Люди могут присваивать себе чужие мысли и действия, смешивают в своем сознании прошлое и настоящее, считают реальностью вымышленные события.

Столкнувшись с любым из перечисленных нарушений памяти, человеку необходимо незамедлительно обратиться за помощью к специалистам. Вовремя начатое лечение во многих случаях делает начавшиеся изменения обратимыми.

Как развить память?

У каждого из нас свои особенности памяти. Кому-то легче дается усвоение информации на слух, кто-то же обязательно должен видеть перед глазами объект запоминания. Для некоторых людей не представляет сложности выучить длинные стихотворения, кому-то для этого требуется приложить немалые усилия. Различные особенности людей не являются нарушениями, и каждый при желании может усовершенствовать свою способность сохранять и воспроизводить информацию.

Существует несколько советов, с помощью которых развитие памяти станет более доступным каждому человеку. Прежде всего, нужно знать, что мозг запоминает быстрее ту информацию, которая нам интересна. Также важным фактором является полное сосредоточение внимания на изучаемом объекте. Чтобы быстрее что-то запомнить, нужно создать вокруг себя среду, которая способствовала бы максимальной концентрации. К примеру, готовясь к экзамену, можно выключить компьютер и телефон, попросить родственников не шуметь и не отвлекать вас.

Быстрее запоминать помогают ассоциации. Научившись строить их, сопоставлять то, что необходимо усвоить, с уже знакомыми понятиями, вы существенно облегчите процесс запоминания.

Немаловажным считается умение человека систематизировать полученную информацию. Сознание преобразует исходные данные в схемы и графики, которые проще и быстрее запомнить.

Развитие памяти человека невозможно без повторения. Чтобы информация со временем не забывалась, ее необходимо периодически повторять, вновь и вновь возвращаться к ней.

Упражнения для улучшения памяти

Существует множество упражнений для развития и тренировки нашей памяти. Многие из них можно применять в повседневной жизни, они не требуют специальной подготовки и наличия определенных книг и пособий.

Очень большого внимания заслуживает тренировка зрительной памяти. Приведем несколько примеров упражнений на ее развитие. Можете открыть любую картинку, посмотреть на нее несколько секунд, затем закрыть глаза и мысленно постараться вспомнить все, что вам удастся. Затем откройте глаза и проверьте себя.

Еще одним вариантом упражнений развития зрительной памяти является игра в карандаши. Вы можете взять несколько карандашей, бросить их на стол в случайном порядке, посмотреть на них пару секунд, а затем, не подглядывая, воспроизвести увиденное на другом конце стола. Если у вас все получается слишком легко, можно увеличить количество карандашей.

Для развития слуховой памяти будет очень полезным читать книги вслух. Однако делать это нужно с выражением, избегая монотонного чтения. Разучивание стихотворений также поспособствует улучшению слуховой памяти. Даже пара выученных четверостиший в день существенно повысят возможности вашей памяти. Можно попробовать запомнить и через некоторое время воспроизвести про себя разговор незнакомцев или услышанную в маршрутке новую для вас песню.

Для развития памяти постарайтесь каждый вечер вспоминать события прожитого дня в мельчайших деталях. Причем делать это нужно в обратной последовательности, то есть, начиная с вечера и заканчивая пробуждением.

Для того чтобы ваша память как можно дольше вас не подводила, необходимо полноценно питаться, отдыхать, избегать стрессов и негативных эмоций. Помнить все невозможно, поэтому даже если вы что-то забыли, постарайтесь отнестись к этому с юмором и не зацикливаться на проблемах.

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.

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.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *