33 Видове пам. Йерарх. на пам. Управл. на пам.

Памет е способността на мозъка да приема, обработва (разбира) и съхранява определено количество информация, която да може да възпроизведе и използва в бъдещ момент

RAM (англ. Random Access Memory) e електронна памет позволяваща както четене, така и запис (оттук идва името означаващо буквално памет с произволен достъп).

За разлика от външната памет, т.е. на магнитни, оптични и др. носители, RAM се изгражда от чипове, които са способни да съхраняват информация само докато им е подаден елекрически заряд. Съществува и сравнително нова разработка, наречена енергонезависима RAM, при която информацията се запазва дори при прекъсване на захранването за продължително време. Друг електронен тип памет е ROM, който обаче не позволява запис.

Съгласно архитектурата на фон Нойман паметта съдържа инструкции за централния процесор (CPU), които му казват какво да върши. Компютърът работи с битове. Всеки бит може да има едно от две състояния включено или изключено. Чиповете памет запазват информацията независимо дали тя се използва или не. Чиповете в които състоянието може да бъде променяно или операционната система може да се свърже свободно с тях се наричат Памет с Произволен Достъп (Random Access Memory или RAM), а в чиповете в които достъпът е само на определени цикъли от време и не е произволен (т.е. състоянията не могат да бъдат променени) се наричат ROM (Read Only Memory). Трябва да се уточни, че информацията в произволно достъпната памет при изключване на компютъра бива изтрита, което не важи за ROM. ROM е вид електронна памет, която позволява еднократен запис и многократно четене (на запаметената информация)

Едно от деленията на RAM паметта е на D (Dynamic) RAM и S (Static) RAM. DRAM е по-евтината и разпространена и се използва като основна компютърна памет. SRAM e по-скъпа и се използва главно за кеш памети. Основната разлика между тях е, че информацията в DRAM трябва да бъде опреснявана периодично (няколко хиляди пъти в секунда) - поради елементите, от които е изградена, тя има свойството да забравя информацията, съдържаща се в нея. Също така, прочитането на нещо от паметта води до неговото забравяне , което налага допълнително презареждане. Тази операция (презареждане) нормално се извършва от един чип, наречен контролер на паметта. Има обаче и специални памети, които не се нуждаят от външно въздействие на процесора или гореспоменатия контролер, за да се опресняват; те често се използват в преносимите компютри, защото консумацията на енергия при тях е по-ниска. При SRAM няма опресняване на информацията, поради различните елементи от които е изградена. Освен това, докато за DRAM нормални времена на достъп са от порядъка на 50-60ns (ns - наносекунди, една наносекунда е една милиардна част от секундата) за SRAM тези времена са около 10ns - значи пет пъти по добри. Нормално е в този момент човек да си помисли - ами този динозавър, DRAM, използва ли се още? Да, и то много. Причината - SRAM са много по-скъпи за производство. И DRAM, и SRAM присъстват във вашия компютър - първата в лицето на така наречената оперативна памет, втората - в ролята на кеш памет.

На процесора често му се налага да контактува с паметта (изградена от DRAM). Осъществяването на тази връзка влиза в задачите на контролера на паметта. Въпреки високата скорост с която се извършва преносът на данни, процесорът е принуден да чака, защото работи няколко пъти по-бързо. За преодоляване на това забавяне в работата се използва кеш паметта, изградена на базата на SRAM. Кеш паметта е разположена много близо до процесора и е с неголям размер - обикновено по-малко от мегабайт. Идеята е най-често използваните команди и данни да не бъдат извличани от системната (оперативна) памет, а от по-бързата и по-близо разположена кеш памет. Затова процесорът първо проверява дали в кеша се намира това което му трябва и едва след това (ако го няма) търси в RAM. В аналогична ситуация попадате когато ви се допие бира - първо проверявате дали има в хладилника и чак когато с неудоволствие се убедите, че няма, отскачате до магазина за да купите.

Ефективността на идеята се подкрепя от едно емпирично (получено с експерименти, а не по формула) правило: от всичките данни, програми и информация на вашия компютър, около 20% се използва през 80% от времето. Кеш паметта се опитва да прихване и задържи тези 20% по следния начин: контролера на паметта записва в кеша всичко, което процесорът взима от паметта под формата на списък; всеки път, когато CPU намери нужната му информация в кеша се получава попадение и тази информация се премества на върха на списъка. Когато кеш паметта е пълна и се налага да се запише още нещо, последния запис (този който е на дъното и следователно е най-рядко използван) се изтрива и на негово място се поставя новата информация.

В съвременните компютърни системи има повече от един вид кеш. Има такъв, който се намира в корпуса на самия процесор и се нарича L1 cache (L1 - level 1, първо ниво), следва L2, може да има и L3. Всичките тези видове са памет. Само че, има и друга ситуация, в която може да се употреби термина кеш и кеширане. Първата е, когато говорим за swap файла (тук употребата е неправилна), който както споменах представлява разширение на паметта върху твърдия диск и втората - когато част от паметта се заделя, за да се подобри работата на вашия харддиск. Тук вече употребата е съвсем на място, защото се заделя част от оперативната памет, която да служи за кеш на много по-бавния от нея твърд диск. Програмата с която може да указвате каква част от паметта да се използва за кеширане на диска под DOS се нарича Smartdrv. Windows се грижи сам за тези настройки затова не е необходимо да настройвате нищо. Ако обаче ви се иска да пипнете и да видите ефекта при различни стойности (ефект има, защото тази част която заделите за дисков кеш не се