Что такое оперативная и долговременная память
Оперативная память и ее отличия от других типов
Когда речь заходит о человеческой памяти, чаще всего люди обобщают данное понятие. Однако различают несколько видов памяти. Один из них — оперативная память.
Что такое оперативная память?
Под оперативной памятью в психологии подразумевают запоминание, которое совершается на определенный срок. Например, человек держит в голове рабочую информацию, потому что она ему необходима именно сейчас. После того как он выполнит то, что планировал, информация будет забыта.
Как используется оперативная память?
Необходимые данные из кратковременной памяти транслируются в оперативную, а после выполнения поставленной задачи вся информация улетучивается. В качестве примера можно привести следующую ситуацию: человеку необходимо приехать по определенному адресу, чтобы совершить покупку товара из рук в руки. Когда в голове откладывается нужный адрес, то сразу эта информация заносится в кратковременную память, а уже после в оперативную. В итоге, через несколько дней человек и вовсе забудет, по какому адресу он ездил. Подобное происходит и во время учебы, когда школьники или студенты готовятся к докладу.
Американские ученые доказали, что оперативная память тесно связана с интеллектуальным развитием. Объем оперативной памяти составляет не так много — всего 5 или 7 ячеек. Подобное говорит о том, что человек вполне может запомнить простой телефонный номер, только услышав его. Однако если цифр будет гораздо больше, как на мобильном, то вряд ли индивиду удастся воспроизведение информации.
Различия оперативной и кратковременной памяти
Кратковременная память очень похожа на оперативную, однако, она имеет и некоторые отличия. Кратковременная память выступает в виде цеха сортировки, когда человек получает информацию и распределяет ее. Оперативная же память является уже конечным пунктом, где информация используется, а потом забывается.
Мозг человека — орган достаточно сложный, от нормального функционирования которого зависит множество моментов. Именно поэтому ученые так до сих пор не пришли к единому мнению об оперативной памяти, является ли она отдельным компонентом или состоянием кратковременной. Если рассматривать оперативную память как состояние кратковременной, то можно заметить, что удержание нужных данных заметно отличается. Тем не менее, в этот момент можно увидеть ухудшения в работе критического мышления и возможности обдумывать информацию. Единого мнения относительно работы мозга и памяти на сегодняшний день не существует. Но большинство ученых склоняются к тому, что переключение мозга с одного режима на другой происходит в том случае, когда сроки максимально ограничены. Курс Викиум «Мнемотехники» поможет развить память и научиться запоминать большие объемы информации.
Какая бывает память
Краткий обзор для тех, кто не хочет глубоко копать.
Если хотите понимать, как работают компьютеры, полезно понимать, как устроена их память. Когда вам будут говорить, что «не хватает памяти», вы будете точно знать, какой именно памяти не хватает и что с этим делать.
Оперативная память
Компьютер, телефон или любое умное устройство работает за счёт программ. Программы — это команды для процессора. Чтобы процессор знал, какую команду выполнить следующей, он должен иметь под рукой всю программу. Для этого программы сидят в оперативной памяти.
👉 Оперативной память называется потому, что доступ к ней должен происходить очень быстро и в любом порядке. Представьте, что это ваш рабочий стол: вы на него сложите все приборы и бумаги, которые нужны для работы прямо сейчас.
Технически оперативная память — это микросхема или, по-другому, чип. Для пользователей она выглядит как чёрный прямоугольник, хотя сам этот прямоугольник — это лишь защитный корпус. Внутри под корпусом массивы из миллионов транзисторов.
Модуль оперативной памяти, которые вставляют в компьютеры. Чёрные прямоугольники (в том числе под наклейкой) — те самые чипы памяти. В каждом чипе — 512 МБ оперативной памяти.
Чем больше объём оперативной памяти, тем проще компьютеру запускать одновременно несколько программ. Если компьютеру не хватает оперативы, он либо об этом сообщает, либо начинает складировать часть оперативной памяти на диск, и тогда общая скорость работы снижается.
Особенность оперативной памяти в том, что данные в ней зависят от внешнего электричества. Если компьютер выключить, то всё содержимое оперативной памяти исчезнет. Поэтому компьютеру при включении требуется некоторое время, чтобы всё загрузить обратно и запустить все нужные программы.
Жёсткий магнитный диск
В оперативной памяти программы не могут храниться постоянно, потому что она энергозависимая. Для долгого хранения программ и данных используют жёсткие диски. Если оперативная память — это «рабочий стол», то жёсткий диск — «книжный шкаф».
Жёсткий диск хранит данные хоть во включённом, хоть в выключенном состоянии. Принцип действия простой: внутри корпуса установлены металлические диски, которые при работе очень быстро вращаются, а специальная магнитная головка считывает или записывает на них данные. Для этого она намагничивает всё содержимое диска по кругу, разделяя всё на мелкие радиусы, секторы и ячейки. Намагниченная область — это 1, а ненамагниченная — 0.
Принцип работы очень похож на то, как устроен виниловый проигрыватель с пластинками, только тут вместо иглы — маленький магнит, который может не только читать, но и записывать данные. Чтобы объём хранимых данных и скорость работы с ними была больше, в жёсткие диски ставят одновременно несколько пластин:
Жёсткий диск со снятой крышкой. Видны 4 пластины, считывающая головка и большой мощный магнит в левом нижнем углу — он помогает намагничивать нужные участки.
Жёсткие диски считаются довольно долговечным способом хранения: однажды намагнитившись, диск может хранить заряд 5—10 лет. Но со временем из-за квантовых эффектов заряд теряется, поэтому для долговечности архивные жёсткие диски намагничивают заново каждые 3—5 лет.
SSD-накопители
Чтобы увеличить скорость работы компьютера, вместо жёстких дисков используют SSD-диски. Они тоже направлены на то, чтобы долго хранить все данные, но работают по другому принципу.
Вместо пластин с магнитами SSD-накопители используют чипы флеш-памяти, похожие на чипы в обычных флешках. Только в SSD-накопителях используют качественные, дорогие и быстрые чипы.
Главный минус SSD — цена. Если обычный жёсткий диск на 1 терабайт можно купить за 3000 рублей, то SSD того же объёма будет стоить примерно в 3 раза дороже. Поэтому часто в компьютеры ставят два диска — SSD и обычный. На SSD устанавливается операционная система и все рабочие файлы, а на обычном хранят справочную информацию, фильмы, музыку и фотографии — то, к чему не нужен мгновенный доступ.
SSD-диск на 256 гигабайт. Подключается к тем же разъёмам, что и простой жёсткий диск.
SSD расшифровывается как Solid State, то есть твердотельный. Твёрдые у него чипы памяти. Если обычный жёсткий диск имеет внутри подвижные элементы, которые легко повредить из-за тряски или ударов, то SSD убьёт только пуля или очень мощный магнитный разряд.
Компьютер тормозит. У меня мало памяти?
Компьютер может тормозить по множеству причин. Вот какие причины могут быть связаны с памятью:
Что делать: перезагрузить, очистить корзину, поискать лишние большие файлы.
Телефон пишет, что не хватает места для новых фото. Пора менять?
Чаще всего достаточно поудалять старые видео, даже не фото. Одна фотография занимает не так много места, как минута видео, поэтому если нужно освободить память — удаляйте видео.
Если у вас Айфон, он автоматически заботится о том, чтобы чистить память: он в фоновом режиме отгружает ваши старые фото и видео в «облако». Когда они нужны, он их сам оттуда загрузит. Но «облако» тоже не резиновое, поэтому чистите память.
Есть компьютер 8 ГБ и 16 ГБ памяти. Какой взять?
Если есть возможность взять побольше памяти — берите. Если есть деньги только на 8 ГБ, то это неприятно, но несмертельно.
Например, на компьютере, на котором это пишется, одновременно запущено несколько вкладок Гугл-документов, работает почта, графический редактор и Телеграм. Вместе с операционной системой это хозяйство занимает 11 ГБ, из которых 2 ГБ занимает Телеграм.
Если бы у компьютера было 8 ГБ, он бы начал в какой-то момент оптимизировать память, усыплять фоновые программы, складывать часть памяти на диск. Оттого, что у вас будет 8 ГБ, компьютер не умрёт.
Раньше 8 ГБ считалось большим объёмом памяти. А сейчас?
А сейчас это средненький такой объём.
Со временем программы и файлы становятся жирнее: в видеороликах больше пикселей, в программах — больше команд и вспомогательных файлов. Поэтому один какой-нибудь современный чатик может занимать сейчас больше памяти, чем огромный архитектурный софт лет 10 назад. Такова цена прогресса.
Можно ли самостоятельно обновить память в компьютере?
В стационарном — можно и нужно. Откручиваете болты, отсоединяете провода, заменяете компоненты. Всё довольно легко, самая неприятная часть процесса — скопившаяся пыль.
В ноутбуках чем дальше — тем это сложнее. Например, лет пять назад можно было спокойно снять крышку ноутбука и заменить в нём и память, и жёсткий диск. Сейчас память и SSD распаяны на плате, поэтому заменить их можно только в авторизованном сервисном центре, да и то не в каждом.
Что лучше для телефона: больше оперативы или больше хранилища?
В оперативной памяти живут текущие программы, поэтому телефоны с кучей оперативы нужны для игр и сложных программ (но кому они нужны на телефоне?). А вот фотографии и видео живут в хранилище. Чем его больше, тем больше фото и видео вы туда запишете.
Оперативная память. Долговременная память
Урок 9. Информатика 8 класс
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Оперативная память. Долговременная память»
Что же такое компьютерная память?
Мы способны помнить какие-то события всю жизнь, например, такие как дата рождения, порода любимой собаки, таблица умножения, а есть такие события, которые мы помним всего лишь некоторое время, например, когда звоним в справочную службу, чтобы узнать нужный номер телефона.
Так же и у компьютера есть две памяти:
И оперативная память, где информация хранится только до тех пор, пока компьютер включен.
Давайте разберемся с этими видами памяти более подробно, и начнем мы с оперативной памяти.
Данная память представляет собой последовательность ячеек, в которых может находиться (храниться) двоичный код, состоящий из восьми знаков.
Что касается нумерации ячеек, то она начинается с нуля.
Если же мы хотим, вычислить объем оперативной памяти компьютера, то для этого нам нужно количество информации, которая хранится в каждой ячейке, умножить на количество ячеек.
Количество информации, которая хранится в одной ячейке, равно
. Если мы будем знать количество ячеек оперативной памяти, то с легкость можем рассчитать объем оперативной памяти компьютера. Например:
Тогда объем оперативной памяти компьютера равен количество информации, хранящейся в каждой ячейке, умноженное на количество ячеек, т.е.:
Оперативную память строят на модулях памяти. Эти модули представляют собой плоские пластины, на которых расположены электрические контакты. По бокам пластины размещаются большие интегральные схемы памяти, которые еще называют БИС.
Модули такой памяти устанавливаются в специальные разъемы, которые располагаются на системной плате.
Современные модули памяти имеют информационную емкость 2 или 4 Гигабайта.
С оперативной памятью мы немного разобрались, теперь давайте поговорим о долговременной памяти.
Такая память может храниться на различных устройствах. К таким устройствам относятся:
— винчестер, еще его называют жесткий магнитный диск;
— оптические диски, например DVD;
— а также дискеты, которые иначе называют гибкие магнитные диски. Но они уже не используются в современных технологиях, т.к. у них маленькая информационная емкость.
Винчестер представляет собой несколько десятков тонких металлических дисков, которые помещены в металлический корпус и вращаются вокруг одной оси, и притом очень быстро.
Что касается информации, то она хранится в сегментах дисковой памяти, так называемых дорожках. Они состоят из нескольких участков, которые либо намагниченные, либо не намагниченные.
Если же мы записываем или считываем информацию с винчестера, то сверхминиатюрная магнитная головка устанавливается на определенную дорожку и начинает запись или считывание нужной нам информации. Такие головки могут считывать или записывать информацию более чем с сотни тысяч концентрических дорожек. Именно поэтому, емкость жестких дисков может достигать нескольких терабайт.
Так в процессе считывания информации с оптического диска луч лазера, который находится в дисководе, попадает на поверхность вращающегося диска и отражается.
И как вы уже поняли, то на диске информация хранится на одной дорожке, которая начинается от центра и идет к периферии, если внимательно посмотреть, то можно заметить, что дорожка по своей форме похожа на раковину улитки.
Рассмотрим устройство оптических дисков.
Оптические диски бывают различных типов, например, СD, CD-RW, DVD, DVD-RW и Blu-ray.
Как вы уже знаете, информационная емкость СD и CD-RW дисков небольшая, всего лишь 700 Мегабайт. А вот DVD и DVD-RW имеют гораздо больше памяти для записи, чем СD и CD-RW диски. Их информационный объем достигает до 4,7 Гигабайт.
Но что касается Blu-ray дисков, то у них информационная емкость огромная, по сравнению с предыдущими дисками. Информационная емкость Blu-ray диска зависит от количества слоев на диске. Он может быть однослойный, двухслойным, трехслойном и т.д.
Также данные устройства по своему строению немного проще, чем предыдущие, они не имеют никаких движущихся частей, поэтому они более надежны и компактны.
За счет своей компактности и низкому потреблению энергии flash-память используется в цифровых фото- и видеокамерах, MP3-плеерах, мобильных телефонах и т.д.
Т.к. современные технологии развиваются, то на смену дискетам и CD дискам пришли USB-диски, именно поэтому некоторые фирмы перестали выпускать компьютеры с дисководом гибких дисков.
На данный момент ассортимент USB flash-накопителей очень велик. Они отличаются между собой формой, емкостью и быстродействием.
Ликбез по памяти: какой она бывает, и что нам это дает
Хорошая память — неоспоримое преимущество для студентов и тот навык, который уж точно пригодится в жизни — вне зависимости от того, какими были ваши учебные дисциплины.
Сегодня мы решили открыть серию материалов о том, как прокачать память — начнем с короткого ликбеза: какой бывает память и какие методы запоминания работают наверняка.
Память 101: от доли секунды до бесконечности
Проще всего описать память как способность некоторое время накапливать, сохранять, воспроизводить знания и навыки. «Некоторое время» может занимать секунды, а может длиться всю жизнь. В зависимости от этого (а также от того, какие участки мозга активны в тот или иной момент) память принято подразделять на сенсорную, кратковременную и долговременную.
Сенсорная — это память, которая активируется всего за доли секунды, она находится вне нашего сознательного контроля и по сути является автоматическим ответом на изменения окружающей среды: мы видим/слышим/ощущаем объект, распознаем его и «достраиваем» окружающую нас обстановку с учетом новой информации. По сути это система, позволяющая нам регистрировать картину, которую воспринимают наши органы чувств. Правда, очень ненадолго — информация в сенсорной памяти хранится буквально полсекунды и меньше.
Кратковременная память «работает» в пределах до нескольких десятков секунд (20-40 секунд). Мы способны воспроизвести информацию, полученную в этом временном отрезке, без необходимости сверяться с первоисточником. Правда, не всю: объем информации, которую может удерживать кратковременная память, ограничен — долгое время считалось, что он вмещает «семь плюс-минус два объекта».
Поводом так считать послужила статья гарвардского психолога-когнитивиста Джорджа Миллера (George Armitage Miller) «Магическое число 7±2», которая вышла в журнале Psychological Review еще в 1956 году. В ней он описывал результаты экспериментов во время своей работы в Bell Laboratories: по его наблюдениям, человек мог хранить в кратковременной памяти от пяти до девяти объектов — будь то последовательность букв, цифр, слова или изображения.
Более сложные последовательности испытуемые запоминали, группируя элементы так, чтобы число групп также находилось в пределах от 5 до 9. Правда, современные исследования дают более скромные результаты — «магическим числом» считается 4±1. Такие оценки приводит, в частности, профессор психологии Нельсон Коуэн (Nelson Cowan) в своей статье 2001 года.
Фото Fredy Jacob — Unsplash
Долговременная память устроена иначе — длительность хранения информации в ней может быть неограниченна, объем намного превышает кратковременную память. При этом если в работе кратковременной памяти заняты временные нейронные связи в области фронтальной и теменной коры мозга, то долговременная память существует за счет устойчивых нейронных связей, распределенных по всем отделам мозга.
Все эти виды памяти не существуют отдельно друг от друга — одну из самых известных моделей взаимосвязи между ними предложили психологи Ричард Аткинсон и Ричард Шиффрин (Richard Atkinson, Richard Shiffrin) в 1968 году. По их предположению, сначала информация обрабатывается сенсорной памятью. «Буферы» сенсорной памяти предоставляют информацию кратковременной памяти. Далее, если информация неоднократно повторяется, то из кратковременной памяти она переходит «в долговременное хранилище».
Вспоминание (целенаправленное или спонтанное) в такой модели — это обратный переход информации из долговременной в кратковременную память.
Другую модель через 4 года предложили психологи-когнитивисты Фергус Крейк и Роберт Локхарт (Fergus I. M. Craik, Robert S. Lockhart). Она основана на идее о том, что длительность хранения информации и то, останется ли она лишь в сенсорной памяти или перейдет в долговременную, зависит от «глубины» обработки. Чем сложнее способ обработки и чем больше времени на него затрачено, тем выше вероятность, что информация запомнится надолго.
Эксплицитная, имплицитная, рабочая — все это тоже про память
Исследования взаимоотношений между типами памяти привели к появлению более сложных классификаций и моделей. Так, например, долговременную память стали подразделять на эксплицитную (ее также называют осознанной) и имплицитную (неосознанную или скрытую).
Эксплицитная память — то, что мы обычно имеем в виду, когда говорим о запоминании. Она в свою очередь подразделяется на эпизодическую (воспоминания о жизни самого человека) и семантическую (память о фактах, понятиях и явлениях) — такое разделение впервые предложил в 1972 году канадский психолог эстонского происхождения Эндель Тульвинг.
Фото studio tdes — Flickr CC BY
Имплицитную память обычно подразделяют на прайминг и процедурную память. Прайминг или фиксирование установки возникает, когда определенный стимул влияет на то, как мы воспринимаем стимул, следующий за ним. Например из-за прайминга особенно смешным может казаться явление misheard lyrics (когда в песнях слышится что-то не то) — узнав новый, нелепый вариант строчки из песни, мы тоже начинаем его слышать. И наоборот — ранее неразборчивая запись становится понятной, если увидеть расшифровку текста.
Что касается процедурной памяти, то ее яркий пример — моторная память. Ваше тело «само знает», как кататься на велосипеде, водить машину или играть в теннис, точно так же музыкант играет знакомое произведение, не заглядывая в ноты и не раздумывая о том, каким должен быть следующий такт. Это — далеко не единственные модели памяти.
Оригинальные варианты предлагали как современники Миллера, Аткинсона и Шиффрина, так и следующие поколения исследователей. Классификаций видов памяти также много больше: например, в отдельный класс выделяют автобиографическую память (что-то среднее между эпизодической и семантической), а помимо кратковременной памяти иногда говорят о памяти рабочей (хотя некоторые ученые, например тот же Коуэн, считают, что рабочая память — это скорее небольшой раздел долговременной памяти, которым человек оперирует в моменте).
Банально, зато надежно: базовые приемы по тренировке памяти
Польза хорошей памяти, конечно же, очевидна. Не только для студентов накануне экзамена — по данным недавнего китайского исследования, тренировка памяти помимо основной своей задачи также помогает регулировать эмоции. Для лучшего удержания объектов в кратковременной памяти чаще всего применяется метод группировки (англ. chunking) — когда объекты в некоей последовательности группируются по смыслу. Это тот самый метод, который лежит в основе «магических чисел» (учитывая современные эксперименты, желательно, чтобы количество итоговых объектов не превышало 4-5). Так, например, телефонный номер 9899802801 гораздо проще запомнить, если разбить его на блоки 98-99-802-801.
С другой стороны, кратковременная память и не должна быть чрезвычайно острой, отправляя буквально всю полученную информацию «в архив». Эти воспоминания недолговечны именно потому, что большая часть окружающих нас явлений не несет ничего принципиально важного: меню в ресторане, список покупок и то, во что вы были сегодня одеты, — явно не те данные, которые действительно важно хранить в памяти годами.
Что же касается долговременной памяти, то базовые принципы и методы ее тренировки — одновременно и самые сложные и трудоемкие. И довольно очевидные.
Фото Tim Gouw — Unsplash
Неоднократное вспоминание. Совет банальный, тем не менее, надежный: именно повторяющиеся попытки вспомнить что-либо позволяют с большой вероятностью «поместить» объект в долгосрочное хранилище. Тут есть пара нюансов. Во-первых, важно правильно выбрать временной промежуток, после которого вы постараетесь вспомнить информацию (не слишком длинный, не слишком короткий — зависит от того, насколько хорошо уже развита ваша память).
Предположим, вы разобрали билет к экзамену и постарались заучить его. Попробуйте повторить билет через несколько минут, через полчаса, через час, два, на следующий день. Это потребует больше времени на один билет, но относительно частое повторение через не слишком длительные промежутки времени поможет лучше закрепить материал.
Во-вторых, важно пытаться вспомнить материал целиком, не заглядывая в ответы при первом же затруднении — даже если вам кажется, что вы не помните вообще ничего. Чем больше вам удастся «выудить» из своей памяти при первой попытке, тем лучше сработает следующая.
Симуляция в условиях, приближенных к реальным. На первый взгляд, это помогает лишь справиться с возможным стрессом (на экзамене или в момент, когда вам в теории должны пригодиться знания). Однако такой подход позволяет не просто совладать с нервами, но и лучше запомнить что-либо — это, кстати, касается не только семантической памяти, но и моторной.
Например, согласно исследованию, навык отбивать мячи оказался лучше развит у тех бейсболистов, которым приходилось принимать разные подачи в непредсказуемом порядке (как в реальной игре), в отличие от тех, кто последовательно тренировался работать с конкретным типом подачи.
Пересказ/записывание своими словами. Этот подход обеспечивает большую глубину обработки информации (если ориентироваться на модель Крейка и Локхарта). В сущности, он заставляет обрабатывать информацию не только семантически (вы оцениваете зависимости между явлениями и их взаимосвязи), но и «с отнесением к себе» (как бы вы назвали это явление? Как вы сами можете объяснить его — не пересказывая слово в слово содержание статьи или билета?). То и другое с позиции этой гипотезы — уровни глубокой обработки информации, которые обеспечивают более эффективное припоминание.
Все это — довольно трудоемкие приемы, хоть и действенные. В следующем материале из серии посмотрим, какие еще подходы работают на развитие памяти, и есть ли среди них лайфхаки, помогающие сэкономить время и тратить на запоминание чуть меньше сил.
Другие материалы из нашего блога на Хабре: