RAM памет и уеб, сървъри и Интернет. Принцип на действие на уеб сайтовете
Памет с пройзволен достъп - RAM памет на web сървъри и Интернет сайтове
Уеб дизайна и RAM паметта на пръв поглед са материи, които нямат нищо общо и вие може да смятате, че сте прави като мислите по този начин, но РАМ паметта не е само хардуер във вашия компютър. Интернет сайтовете са хостнати на уеб сървъри, наричани по-популярно като хостинг а именно там идва връзката между вашия уеб сайт и паметта. Къде на практика идва значението на вашия уеб дизайн за работната памет, за която става въпрос в този материал? Значението идва с това, че всеки уеб елемент, всеки JavaScript, графично изображение и HTML ред оказва влияние на сървърната RAM памет (е да, HTML езика оказва влияние не на сървъра, но на нещо още по-важно - на компютрите на Интернет потребителите, хората, които разглеждат сайта ви).Паметта с пройзволен достъп (Random Access Memory) е енергозависима памет или понякога наричана краткотрайна. При нея при прекъсване на захранването информацията намираща се в нея автоматично се изтрива, като е важно да се отбележи, че не съществува никакъв начин за запаметяване на информацията намирала се в нея преди прекъсването на захранването. Това, което отличава RAM паметта от ROM паметта е достъпът за четене и запис до пройзволна част от нея без никакви ограничения. Този тип памет е бързодействаща и с нея процесорът обменя данни без посредниечеството на други устройства. В оперативна памет се съхраняват кодът на изпълняваната програма и командите, върху които се извършват операциите. В съвременните системи се използва и свръхоперативна памет, която обикновено е разположена в схемата на процесора и осигурява време за достъп, съизмеримо с вътрешните за процесора операции. Физическото реализиране на този тип памет може да се изпълни посредством малки интегрални схеми или чипове, които както споменахме по-горе са способни да съхраняват информацията само докато им се подава електрически сигнал тук също трябва да отбележим, че като цяло RAM паметта се основава на базата на тригери. Важно е да отбележим, че програмите, които се изпълняват в момента на компютъра се намират в неговата RAM памет, като трябва да отбележим, че RAM паметта се поделя измежду няколко програми. RAM паметта се дели на два осонвни типа:
1. SRAM – Статична RAM памет
2. DRAM – Динамична RAM памет
1. SRAM – статична.
Тази памет е енергозависима, но за разлика от динамичната не се нуждае от непрекъснато опресняване. Времето за достъп при този тип памет е до 20 наносекунди, което я прави доста бърза. Този тип памет е скъпа поради факта, че при нея се използва тригер, който помни един бит информация. един тригер за памет се състои от 4 до 6 транзистора, но както казахме по-горе несе нуждае от опресняване или презареждане на информацията. Това прави Статичната RAM доста по-бърза от динамичната RAM. Все пак поради факта,че тази памет има повече части и една клетка заема съответно повече място на чипа тя е сравнително по-скъпа. SRAM позволява по-голямо бързодействие понеже използва свой часовник(clock), който регулира потока на информация и оптимизира работата на чипа.
2. DRAM – динамична
Тази памет е най-разпространената вътрешна памет ва днешните персонални компютри и се съживява чрез моментен електрически заряд за запаметяване на състояние. При тази памет транзистор и кондензатар са свързани, за да образуват една клетка, която съставя един бит. Кондензаторът задържа един бит информация 0 или 1. Транзисторът, който е тип MOSFET играе ролята на ключ, който позволява на електрическата схема на управлението на паметта да прочете кондензатора или да промени неговото състояние. Клетките памет са подредени като матрица от редове и колони. Мястото където се пресичат представлява адреса на клетката от паметта. DRAM работи като изпраща заряд през съответната колона, за да активира транзистора на всеки бит от тази колона. Когато записва, съответният ред изпраща 1 или 0 в зависимост от това какво трябва да помни тази клетка. Когато чете, чувствителен усилвател определя нивото на заряд на кондензатора. Ако е над 50%, се прочита 1, иначе се приема за нула 0. Времето за извършването на тези операции е толкова малко, че се изразява в наносекунди. Памет с скорост 70 ns осначава, че й трябват 70 ns, за да прочете и презареди всяка клетка.
Управление на паметта
Основният ресурс на компютърната система, с разпределението на който се занимава операционната система (ОС), е оперативната памет. Това е и причината, поради която организацията на паметта да оказва голямо на структурата и възможностите на ОС. Уеб сървърите например имат за операционна система Linux в най-различни дистрибуции от Fedora и OpenBSD до потребителското Ubunto, но вас като уеб дизаннери това не ви касае, касае ви единствено вашия професионален уеб дизайн да работи изрядно, за да не натоварва компютрите на Интернет потребителите а програмирането и кода на уеб сайта трябва да изразходва малко памет, за да не натоварва сървъра и да нямате проблем със своя хостинг пакет. Начинът, по който се осъществява управлението на паметта, зависи от редица фактори:- броят на потребителските програми, които в даден момент конкурентно се борят за получаване на памет. По принцип областта от минималните адреси във физическата памет се заема от резидентната част на ОС. В еднопрограмен режим останалата свободна памет се предоставя на единствения активен процес, а в многопрограмен режим се разпределя по някакви критерии между едновременно изпълняващите се приложения;
- реализираното в ОС съотношение между физическата памет и адресното пространство, достъпно за използване от програмите. Между реалната памет и адресното пространство са възможни различни съотношения:
* адресното пространство съвпада с капацитета на физическата памет. Подобно съотношение екласическо в операционните системи за по-старите поколения компютри;
* адресното пространство надвишава капацитета на реалната памет, което е типично за ОС с виртуална памет. Като особен случай трябва да се разглеждат ситуациите, при които адресното пространство е по-малко от обема на физически инсталираната памет. При тях ОС налага собствени ограничения, поради които програмите не могат стандартно да използват цялата налична оперативна памет.
- поддържаната от ОС и компютърната архитектура йерархия на паметта. В тази йерархия могат да участват само реалната и външната памет, като програмите (или части от тях), които не са в активно състояние, се съхраняват във външната памет, а за изпълнението им е необходимо те да се пренесат чрез някакъв механизъм в реалната памет. Обменът между тези две равнища в йерархията на паметта предполага определено взаимодействие на апаратни и програмни средства. Все по-често в йерархията се обособява допълнително ниво на т.нар. кеш-памет, която е непосредствено достъпна за процесора, позволява много по-бърз достъп до намиращите се в нея инструкции и данни в сравнение с физическата памет, но е значително по-скъпа. Обменът между реална и кеш-памет обикновено се реализира на апаратно ниво;
- механизма за разпределение на паметта между едновременно изпълняващите се потребителски програми. Всяка от тях може да се изпълнява във фиксирана или произволна област, чийто размери са постоянни за достатъчно продължителен период или се определят динамично от ОС според изискванията на програмите;
- възприетата стратегия на разполагане на програма в паметта. Класическото решение предполага свързано разпределение на паметта, при което всяка програма заема един непрекъснат блок. Много операционни системи допускат програмата да се раздели на части (сегменти), зареждани в области, които не са задължително съседни. Несвързаното разпределение на реалната памет позволява по-пълноценното използване на свободните фрагменти, чиито размери са по-малки от необходимата за изпълнение на програмата област;
- задължителната за зареждане във физическата памет част от програмата преди започване на изпълнението й. В много операционни системи за изпълнение на програма е задължително тя да се разположи изцяло в реалната памет. Операционните системи, поддържащи по-голямо адресно пространство от капацитета на физическата памет, обикновено позволяват изпълнение на програмата при разполагане в реалната памет само на отделни нейни части (сегменти или страници).
Познати са няколко основни модела на управление на паметта:
- управление на паметта в еднопрограмни (еднозадачни) операционни системи, при които ресурсите на системата се предоставят на една програма и на един потребител;
- управление на паметта в многопрограмни операционни системи – тук съществуват следните модификации:
* използване на дялове с фиксиран размер;
* използване на дялове с променлив размер;
* суопинг (swapping).