Was ist ein Speicher?
Zum Arbeiten an einem Computer müssen Daten gespeichert werden. Aber welche Arten von Speichern gibt es überhaupt und was machen sie genau?
Rolle des Speichers
Als Speicher bezeichnet man jede elektronische Komponente, die Daten zeitlich begrenzt speichern kann. Dabei unterscheidet man zwei große Kategorien von Speichern.
Der Zentralspeicher (auch interner Speicher genannt) erlaubt es, Daten vorübergehend während der Ausführung von Programmen zu speichern. Der Zentralspeicher wird dank Mikro-Leitern erstellt, das heißt elektronischen Schaltungen, die auf diese Augabe spezialisiert und schnell sind. Der Zentralspeicher entspricht dem sogenannten RAM Arbeitsspeicher.
Der Massenspeicher (auch physischer Speicher oder externer Speicher genannt) ist dazu da, langfristig Informationen zu speichern, auch wenn der Computer ausgeschaltet ist. Massenspeicher umfassen magnetische Speichervorrichtungen, wie die Festplatte, optische Speichervorrichtungen, wie CD-ROM oder DVD-ROM sowie ROM-Lesespeicher.
Technische Eigenschaften
Die wichtigsten Eigenschaften eines Speichers sind die folgenden.
Kapazität: Sie bemisst das globale Informationsvolumen in Bits, das der Speicher aufnehmen kann.
Zugriffszeit: Das ist die Zeitspanne zwischen der Lese-/Schreibaufforderung und der Verfügbarkeit der Daten.
Zykluszeit: Sie entspricht der minimalen Zeitspanne zwischen zwei aufeinanderfolgenden Zugriffen.
Übertragungsrate: Sie definiert das ausgetauschte Informationsvolumen pro Zeiteinheit und wird in Bits pro Sekunde ausgedrückt.
Nicht-Volatilität: Sie charakterisiert die Fähigkeit eines Speichers, die Daten zu bewahren, wenn er nicht mehr mit Strom versorgt wird.
Der ideale Speicher besitzt eine große Kapazität mit kurzen Zugriffszeiten und Zykluszeiten sowie mit einer hohen Übertragungsrate und ist nicht volatil.
Allerdings sind die schnellen Speicher meist auch die teuersten. Aus diesem Grund werden in einem Computer Speicher mit verschiedenen Technologien verwendet, die untereinander verbunden und hierarchisch organisiert werden.
Die schnelleren Speicher befinden sich in der Nähe des Prozessors und die langsameren Massenspeicher dienen dazu, Informationen langfristig zu speichern.
Speichertypen
Arbeitsspeicher
Der Arbeitsspeicher oder RAM (Random Access Memory oder auf Deutsch Speicher mit Direktzugriff) ist der wichtigste Speicher des Systems. Es handelt sich um eine Speicherfläche, auf der vorrübergehend Daten während der Ausführung eines Programms gespeichert werden können.
Im Gegensatz zur Datenspeicherung in einem Massenspeicher wie der Festplatte ist der Arbeitsspeicher volatil, das heißt er kann nur Daten speichern, solange er mit Strom versorgt wird. Jedes Mal, wenn der Computer ausgeschaltet wird, werden also alle gespeicherten Daten gelöscht.
Lesespeicher
Der Lesespeicher oder ROM (Read Only Memory, also auf Deutsch wörtlich Nur-Lesespeicher) ist ein Speichertyp, der Informationen aufbewahren kann, auch wenn er nicht mehr mit Strom versorgt wird.
Ursprünglich kann auf diesen Speichertyp nur während des Lesevorgangs zugegriffen werden. Es ist jedoch mittlerweile möglich, auf manche Speicher vom Typ ROM Informationen auch zu schreiben.
Flash-Speicher
Der Flash-Speicher ist ein Kompromiss zwischen den Speichern vom Typ RAM und den Lesespeichern. Der Flash-Speicher besitzt die Nicht-Volatilität der Lesespeicher und ermöglicht gleichzeitig einen leichten Zugriff im Lese- und Schreibmodus. Allerdings sind die Zugriffszeiten der Flash-Speicher länger als die der Arbeitsspeicher.
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