Arbeitsspeicher
Der Arbeitsspeicher (auch Hauptspeicher) eines Computers ist der Speicher, in dem Datenobjekte, also Programme und die von diesen im Mikroprozessor verarbeiteten Nutzdaten, abgelegt und zu einem späteren Zeitpunkt (unverändert) abgerufen werden können.Der Arbeitsspeicher ist ein durch Adressen strukturierter Bereich, der Binärwörter fester Größe aufnehmen kann.
Arbeitsspeicher besteht heute meist aus dem Speichermedium RAM, das zwar schnell arbeitet, aber vergleichsweise teuer ist. Der Arbeitsspeicher ist meistens flüchtig, d.h. dass alle Daten nach dem Abschalten der Energieversorgung verloren gehen.
Siehe auch: Speicherschutz, Massenspeicher, Kurzspeicherkapazität des menschlichen Gedächtnisses, Speichermedium, Speichern
Daneben gibt es Hintergrundspeicher, zur kostengünstigeren, dauerhaften Ablage großer Datenmengen. Das bekannteste Beispiel dafür sind Festplatten.
Eine weitere Speicherart heißt ROM, ein Nur-Lese-Speicher, der Daten und Programme wie z.B. das BIOS in einem nichtflüchtigen Speicherbausteinen dauerhaft hält.
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2 Arbeitsspeicher in der Speicherhierarchie 3 Geschichte |
Wird oft verwechselt mit Massenspeicher, insbesondere dem Speicher der Festplatte. Die drei wichtigsten Unterschiede:
Der Zugriff auf den physikalische RAM durch die CPU wird zumeist durch ein oder mehrere Cache-RAM's (kurz "Cache") abgefedert um die Performance beim Zugriff auf häufig genutzte Speicherstellen normals stark zu beschleunigen. Der Cache ist meist sehr klein und kommt nur bei einigen Serverprozessoren auf eine Grösse von einigen Megabyte. Bei kleinem Speicherbedarf können Programme bzw. teile davon fast ausschliesslich im Cache laufen ohne das der RAM angesprochen werden muss.
Im Grossen und Ganzen sinkt die Performance der beteiligten Speicher also mit steigender Grösse.
Die Arbeitsgeschwindigkeit eines Programms variiert also erheblich mit seinem Speicherbedarf, oft viel mehr, als mit dem eingebauten Prozessor.
Die Anbindung des physikalischen Speichers erfolgt durch den Adressbus, dessen "Breite" in Bits angegeben wird:
Arbeitsspeicher eines Computers aus Sicht des Anwenders
Die Grösse des Arbeitsspeichers wird (wie Massenspeicher auch) in Byte gemessen.
Bei den meisten Systemen stellt der Arbeitspeicher zuerst einmal einen rein virtuell mehrere GByte grossen Speichers dar. Die Menge des physikalischen und virtuellen Speichers der durch die CPU adressiert werden kann ist im Laufe der Entwicklung immer weiter gestiegen. Teile, ein oder mehrere Speicherseiten, dieses virtuellen Speichers werden dann entweder auf physikalisch vorhandenen RAM oder auf Swapspace abgebildet. Die Nutzungsrate der einzelnen Seiten bestimmt welche Speicherseiten ausgelagert nur auf der Festplatte und welche im schnellen RAM existieren. Die Vorgänge dahinter werden vom Betriebssystem geregelt und von Funktionen der CPU unterstützt. Swapspeicher stellt damit eine sehr preiswerte aber mit extrem schlechter Performance verbundene Erweiterung des physikalischen Arbeitsspeichers da. Ein Missverhältniss ist an häufigem "swappen" leicht zu erkennen.
Einer der wesentlichsten Unterschied der beiden Prozessorgenerationen "32-Bit" und "64-Bit" ist also der maximal ansteuerbare Arbeitsspeicher.