RAM-память и принцип ее работы

Сегодня мы поговорим о том, что представляет собой RAM-память. Начнем с теории. Любая компьютерная программа, запущенная на выполнение как в среде операционной системы, так и непосредственно в машинных кодах, является определенным образом закодированным набором логических единиц и нулей - описаний состояния транзисторов.

При работе формируются потоки данных, которыми оперирует центральный процессор. Если сами программы хранятся на винчестерах, компакт-дисках и флешках, то есть на всех тех носителях, данные на которых не исчезают после отключения подачи электроэнергии, то RAM-память представляет собой особое запоминающее устройство, полностью зависящее от наличия питания на его логических цепях. Сама аббревиатура (RAM) является производной трех английских слов - Random Access Memory, что может переводиться как память с произвольным доступом. В русском языке более известен термин "ОЗУ" - оперативное запоминающее устройство. Оба термина достаточно точно описывают, что представляет собой память RAM.

Общий принцип работы

RAM-память, установленную в компьютере, узнать очень просто: она представляет собой набор микросхем, припаянных к основе - небольшой текстолитовой платке с двумя рядами медных скользящих контактов, с помощью которых она подключается к разъему материнской платы. Иногда такие платки называют планками, или, что более точно, модулями. В зависимости от количества разъемов, их может быть несколько. Общий объем, которым обладает подключенная RAM-память, определяется характеристиками установленных микросхем. Если говорить об устройстве упрощенно, то каждая из них представляет собой набор транзисторов - электронных полупроводниковых ключей. Особенность данного элемента в том, что с помощью несложной логической схемы можно управлять его состоянием: делать его проводящим ток (открытым) или нет (закрытым).

Таким образом, путем несложной кодировки, удается выполнять преобразование в двоичные разряды. Например, открытое состояние – это единица, а закрытое – ноль. После переключения необходимо небольшое запирающее напряжение, поддерживающее выбранное состояние. Именно поэтому при выключении питания все данные, хранящиеся в ОЗУ, безвозвратно теряются, так как транзисторы возвращаются в нейтральное положение. Исключение - флешки, где RAM-память устроена иначе, поскольку применяются видоизмененные транзисторы с плавающим затвором. Но это тема совсем другой статьи.

Представим, что запущенной программе необходимо сохранить (запомнить) какое-либо число. Процессор преобразует его в соответствующий набор двоичных разрядов и пересылает их контроллеру, который изменяет состояние необходимого количества транзисторов в микросхемах ОЗУ. После этого число будет храниться там до тех пор, пока не прекратится подача запирающего напряжения (отключение питания) или не будет сформирована команда для стирания.

Значение для вычислительной системы

Оперативка является необходимым компонентом компьютера. Без нее работа невозможна. Кроме того, от ее объема и характеристик в огромной степени зависит быстродействие системы. Это вполне закономерно: любая программа записывает в ячейки памяти не одно число (как в примере выше), а множество. Поэтому может возникнуть ситуация, когда свободных транзисторов не остается. В этом случае лишние данные сбрасываются на жесткий диск или происходит принудительное закрывание части работающих приложений. Все это требует времени. Неудивительно, что оперативная память для игр - этих самых требовательных программ, должна быть соответствующего объема (чем больше, тем лучше). Иначе в игровом процессе будут возникать задержки, рывки.