Виды памяти таблица: Виды памяти человека и процессы (Таблица)

Виды памяти человека и процессы (Таблица)

Память — это запоминание, сохранение и последующее воспроизведение человеком ранее пережитых им чувств, мыслей и образов прежде воспринятых предметов и явлений.

Процессы памяти

Запоминание	—>	Сохранение	—>	Воспроизведение
Происходит закрепление нового материала путём связывания его с приобретенным ранее		Определяется степенью участия материала в деятельности личности, то есть важностью для человека		Происходит актуализация закрепленного материала путем извлечения его из долговременной памяти и передача в оперативную

Повторение — одно из важных условий запоминания. Для улучшения запоминания необходимо: выделение основных мыслей, использование иллюстраций, составление планов, схем, таблиц.

Виды памяти человека таблица

Виды памяти	Определение	Примеры
Виды памяти по характеру психической активности, преобладающей в деятельности человека:
Двигательная	Запоминание и воспроизведение движений. Лежит в основе обучения бытовым, спортивным, трудовым навыкам, письменной речи.	Игра в теннис, плавание, вязание, игра на музыкальных инструментах.Развита у спортсменов, танцоров
Эмоциональная (впервые ввел К.С. Станиславский )	Прочно сохраняет пережитые человеком чувства	Сочувствие другим людям. Человек может побледнеть при одном воспоминании о пережитом страхе.
Смысловая (словесная)	Запоминание, сохранение и воспроизведение прочитанных, услышанных или произнесенных слов.	Запоминание стихотворений, рассказов, очерков. Развита у артистов, певцов.
Образная	Позволяет запоминать зрительные и звуковые образы, запахи, сопровождающие данную обстановку.	Запоминание лиц людей, картин природы, музыкальные мелодии. Развита у музыкантов, писателей, художников
Виды памяти по характеру целей запоминания
Непроизвольная	это запоминание и воспроизведение, в котором отсутствует специальная цель что-то запомнить	Благодаря ей формируется основная часть жизненного опыта человека
Произвольная	это запоминание и воспроизведение, в котором присутствует специальная цель что-то запомнить	Благодаря ей человек получает профессиональные и другие специальные знания
Виды памяти по продолжительности сохранения и закрепления материала
Кратковременная	очень краткое сохранение данных после однократного очень непродолжительного восприятия и немедленного воспроизведения (в первые же секунды после восприятия материала).	Играет роль в функционировании механизмов накопления опыта
Оперативная	вид кратковременной памяти. Обслуживает непосредственно осуществляемые человеком актуальные действия.	Чтение, списывание
Долговременная	длительное сохранение материала после многократного его повторения и воспроизведения.	Роль в функционировании механизмов накопления профессиональных знаний

_______________

Источник информации: Резанова Е.А. Биология человека. В таблицах и схемах./ М.: 2008.

Виды памяти и их краткая характеристика

Виды памяти – система процессов запоминания информации, классифицированная по определенному признаку.

Память – феномен фиксирования действительности посредством получения зрительной, аудиальной, тактильной, моторной, вкусовой, болевой,

эмоциональной информации и возможности воспроизведения в краткосрочной, среднесрочной, долгосрочной перспективе.

Классификация видов памяти

1. Сенсорная модальность

Представляет собой реакцию организма на внешние раздражители органов чувств. Качественные характеристики влияют на когнитивные способности человека.

В мобильных устройствах все таблицы ниже можно двигать влево.

Вид	Особенности	Длительность	Источник
Зрительная	Высокое качество данного вида памяти свойственно художникам	Зависит от физиологии мозга	Фиксирование данных в коре головного мозга обусловлено получением информации через зрительный нерв
Моторная	Самый первый вид памяти, осваиваемый человеком. Важен в процессе формирования социальных, профессиональных навыков	Зависит от частоты повторения движений	Запечатление способов манипулирования опорно-двигательным аппаратом, опосредствованное желанием достигнуть цель
Звуковая	Личности с высокой степенью запоминания звукового окружения называются аудиалами. Предполагает задействование вербальных инструментов	Зависит от физиологии мозга	Способность хранить, сознательно воспроизводить материалы, полученные аудиальным способом. Информация может является музыкой, словами, шумом, звуками
Вкусовая	Является основой деятельности дегустаторов напитков, блюд	Определяется натренированностью вкусовых рецепторов	Способность запоминать действительность через вкусовые рецепторы
Болевая	Является основополагающей процесса взросления ребенка. Болевой опыт уберегает от повторения действия, связанных с получением неприятных эффектов	Длительный период	Проявление кинестетических способностей человека, позволяющих отражать в памяти информацию, полученную тактильным путем
Эйдетическая	Характеризуется способностью запоминания через формирование связывающих ассоциаций. Типология эйдетиков предполагает шесть категорий (нулевая, первая, вторая, третья, четвертая, пятая), дифференцированных по близости запечатленной информации к изначальному источнику	Длительный период	Преимущественным источником запоминания является зрительный канал

2. Содержание

Форма восприятия данных определяет качество процессов записывания. Каждый человек обладает дифференцированными возможностями относительно запоминания через визуализацию, эмоциональную, социальную, пространственную связь.

Вид	Особенности	Длительность	Источник
Образная	Результат обретает определенный силуэт. Характеризуется глубокой степенью запоминания, обусловленного многогранностью образованных связей	Длительный период	Форма, образованная различными каналами чувств
Эмоциональная	Повторное испытание пережитых эмоций способствует воспроизведения полученных данных. Первые проявления эмоциональной формы свойственны шестимесячным детям	Длительный период	Аффективное восприятие
Социальная	Является результатом коммуникации между личностями	Обусловлена необходимостью осуществления бытовых шаблонов	Социальные группы
Пространственная	Важный компонент запоминания маршрутов к определенным объектам	Чем чаще используется маршрут, тем больше он укрепляется в сознании	Сочетание эффектов всех органов чувств
Моторная	Самый первый вид памяти, осваиваемый человеком. Важен в процессе формирования социальных, профессиональных навыков	Зависит от частоты повторения движений	Движения опорно-двигательного аппарата

3. Уровень развития

Процесс формирования памяти личности включает такие стадии: моторная, эмоциональная, образная, словесно-логическая.

Словесно-логическая – форма запоминания основной сути информационного потока, полученного от различных каналов. Обладает длительным периодом хранения. Данный вид памяти обладает возможностью реминисценции. Реминисценция – расширенное воспроизведение информации.

4. Организация запоминания

Организационный процесс усвоения полученных материалов определяет качество, доступность данных.

Вид	Особенности	Длительность	Источник
Эпизодическая	Связанна с определенным событием, временем, местом	Безгранична	Любые органы чувств, их сочетание
Семантическая	Включает общие данные окружающего мира	Безгранична	Все органы чувств
Процедурная	Является результатом закрепления манеры поведения на задействование определенных стимулов	Безгранична	Любые источники

5. Временные характеристики

Связанна с физиологическими особенностями строения головного мозга, влияющими на процессы восприятия, обработки, запоминания информационных потоков.

Вид	Особенности	Длительность	Источник
Долговременная	Важная информация семантического, эпизодического характера	Не имеет границ	Любой
Кратковременная	Неполнота данных относительно определенного объекта внимания	Примерно 20 секунд	Любой
Ультракратковременная	Отсутствие необходимости моментального использования данных ведет к безвозвратному стиранию	Длится доли секунды	Любой

6. Наличие цели

Определенная информация заучивается на бессознательном уровне, минуя осознанную необходимость фиксации конкретных материалов. Иные случаи предполагают целенаправленное запечатление.

Вид	Особенности	Длительность	Источник
Произвольная	Присутствует направленная мотивация к усвоению данных	Определяется способностями мыслительных процессов	Не имеет значения
Непроизвольная	Отсутствует целевое назначение запоминания	Зависит от важности информации	Не имеет значения

7. Использование средств

Использование психологических техник, направленных на увеличение объёма памяти, скорости воспроизведения информации обуславливают формирование опосредствованной памяти. Явным представителем техники запоминания является мнемотехника, охватывающая приемы, способы, влияющие на ассоциативное мышление. Неопосредствованное запоминание позволяет запомнить меньший объём информации, исключая дополнительные методики стимулирования.

Вид	Особенности	Длительность	Источник
Опосредствованная	Предусматривает внедрение знаковых средств, нацеленных на запоминание	Значительный промежуток времени	Через специальные приемы, методы, способы
Неопосредствованная	Является простым заучиванием необработанной информации	Незначительный промежуток времени	Не имеет значения

Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.

---

Олеся Селихова

Об авторе: Психолог, специалист в области семейных отношений и воспитания детей. Обожаю рисование, лепку, рукоделие и любое интересное творчество. Мама, воспитывающая двоих детей и прекрасная жена!

Основные виды памяти

Классификация видов памяти

Отдельные виды памяти вычленяются в соот­ветствии с тремя основными критериями (рис. 1.4):

По характеру пси­хической активности, преобладающей в деятельности, память делят на двигательную, эмоциональную, образную и словесно-логическую.

По характеру целей деятельности — на непроиз­вольную и произвольную.

По продолжительности закрепле­ния и сохранения материалов (в связи с его ролью и местом в деятельности) — на кратковременную, долговременную и опе­ративную. [20, с. 245].

Классификация видов памяти по характеру психической активности была впервые предложена П. П. Блонским. Хотя все четыре выделенные им вида памя­ти (двигательная, эмоциональная, образная и словесно-логическая) не существу­ют независимо друг от друга, и более того, находятся в тесном взаимодействии, Блонскому удалось определить различия между отдельными видами памяти. Рассмотрим характеристики этих четырех видов памяти.

Рис. 1.4. Классификация видов памяти (по А. Г. Маклакову)

Двигательная память — это запоминание, сохранение и воспроизведение различных движений и их систем. Встречаются люди с ярко выраженным преобладанием этого вида памяти над другими ее видами. Огромное значение это­го вида памяти состоит в том, что она служит основой для фор­мирования различных практических и трудовых навыков, рав­но как и навыков ходьбы, письма и т.д. Без памяти на движе­ния мы должны были бы каждый раз учиться осуществлять со­ответствующие действия. Обычно признаком хорошей двига­тельной памяти является физическая ловкость человека, сно­ровка в труде.

Двигательная память у ребенка возникает очень рано. Ее первые проявления относятся к первому месяцу жизни. Первоначально она выражается только в дви­гательных условных рефлексах, вырабатывающихся у детей уже в это время. В дальнейшем запоминание и воспроизведение движений начинают принимать сознательный характер, тесно связываясь с процессами мышления, воли и др. Осо­бо следует отметить, что к концу первого года жизни двигательная память дости­гает у ребенка такого уровня развития, который необходим для усвоения речи.

Развитие памяти происходит и в более позднее время. Так, двигательная память у детей дошкольного возраста до­стигает уровня развития, позволяющего уже выполнять тонко координированные действия, связанные с овладением письменной речью. Поэтому на разных ступе­нях развития проявления двигательной памяти качественно неоднородны. [12, с. 257-258].

Эмоциональная память — память на чувства. Эмоции всег­да сигнализируют о том, как удовлетворяются наши потреб­ности и интересы, как осуществляются наши отношения с окружающим миром. Эмоциональная память имеет поэтому очень важное значение в жизни и деятельности каждого че­ловека. Пережитые и сохраненные в памяти чувства высту­пают в виде сигналов, либо побуждающих к действию, либо удерживающих от действий, вызвавших в прошлом отрица­тельные переживания.

Первые проявления памяти у ребенка наблюдаются к концу первого полугода жизни. В это время ребенок может радоваться или плакать при одном лишь виде того, что раньше доставляло ему удовольствие или страдание. Однако начальные проявления эмоциональной памяти существенно отличаются от более поздних. Это отличие заключается в том, что если на ранних этапах развития ребенка эмо­циональная память носит условно-рефлекторный характер, то на более высоких ступенях развития эмоциональная память является сознательной.

Образная память — память на представления, картины при­роды и жизни, а также на звуки, запахи, вкусы. Она бывает зрительной, слуховой, осязательной, обонятельной, вкусовой. Если зрительная и слуховая память обычно хорошо развиты и играют ведущую роль в жизненной ориентировке всех нормальных людей, то осязательную, обонятельную и вкусовую память в известном смысле можно назвать профессиональными вида­ми. Как и соответствующие ощущения, эти виды памяти осо­бенно интенсивно развиваются в связи со специфическими ус­ловиями деятельности, достигая поразительно высокого уровня в условиях компенсации или замещения недостающих видов памяти, например, у слепых, глухих и т. д.

Образная память начинает проявляться у детей примерно в то же время, что и представления, т. е. в полтора-два года.

Словесно-логическая память выражается в запоминании и воспроизведении наших мыслей. Мы запоминаем и воспроизводим мысли, возникшие у нас в про­цессе обдумывания, размышления, помним содержание прочитанной книги, раз­говора с друзьями.

Особенностью данного вида памяти является то, что мысли не существуют без языка, поэтому память на них и называется не просто логической, а словесно-логической. При этом словесно-логическая память проявляется в двух случаях: а) за­поминается и воспроизводится только смысл данного материала, а точное сохра­нение подлинных выражений не требуется; б) запоминается не только смысл, но и буквальное словесное выражение мыслей (заучивание мыслей). Если в последнем случае материал вообще не подвергается смысловой обработке, то буквальное за­учивание его оказывается уже не логическим, а механическим запоминанием.

Оба этих вида памяти могут не совпадать друг с другом. Например, есть люди которые хорошо запоминают смысл прочитанного, но не всегда могут точно и прочно заучить материал наизусть, и люди, которые легко заучивают наизусть, не могут воспроизвести текст «своими словами».

Развитие обоих видов словесно-логической памяти также происходит не параллельно друг другу. Заучивание наизусть у детей протекает иногда с большей легкостью, чем у взрослых. В то же время в запоминании смысла взрослые, наоборот, имеют значительные преимущества перед детьми. Это объясняется тем, что при запоминании смысла прежде всего запоминается то, что является наиболее существенным, наиболее значимым. В этом случае очевидно, что выделение существенного в материале зависит от понимания материала, поэтому взрослые легче чем дети, запоминают смысл. И наоборот, дети легко могут запомнить детали, но гораздо хуже запоминают смысл.

Мысли не существуют без языка, поэтому память на них и называется не просто логической, а словесно-логической. Поскольку мысли могут быть воплощены в различную языко­вую форму, то воспроизведение их можно ориентировать на передачу либо только основного смысла материала, либо его буквального словесного оформления. Если в последнем случае материал вообще не подвергается смысловой обработке, то бук­вальное заучивание его оказывается уже не логическим, а меха­ническим запоминанием.

В словесно-логической памяти главная роль принадлежит второй сигнальной системе. Словесно-логическая память — специфически человеческая память в отличие от двигатель­ной, эмоциональной и образной, которые в простейших фор­мах свойственны и животным. Опираясь на развитие других видов памяти, словесно-логическая память становится веду­щей по отношению к ним, и от ее развития зависит развитие всех других видов памяти. Словесно-логической памяти при­надлежит основная роль в усвоении знаний детьми в про­цессе обучения.

Существует, однако, и такое деление памяти на виды, кото­рое прямо связано с особенностями самой актуально выполня­емой деятельности. Так, в зависимости от целей деятельности память делят на непроизвольную и произвольную. Запоминание и воспроизведение, в котором отсутствует специальная цель что-то запомнить или припомнить, называется непроизвольной па­мятью, в случаях, когда это целенаправленный процесс, гово­рят о произвольной памяти.

Непроизвольная и произвольная память вместе с тем пред­ставляют собой две последовательные ступени развития памя­ти. Каждый из опыта знает, какое огромное место в нашей жизни занимает непроизвольная память, на основе которой без специальных мнемических намерений и усилий форми­руется основная и по объему, и по жизненному значению часть нашего опыта.

Однако в деятельности человека неред­ко возникает необходимость руководить своей памятью. В этих условиях важную роль играет произвольная память дающая возможность преднамеренно заучить или припомнить то, что необходимо.

Для того, чтобы тот или иной материал закрепился в памяти, он должен быть соответствующим образом переработан субъектом. Такая переработка требует определенного времени, которое называют временем консолидации следов Субъективно этот процесс переживается как отзвук только что происшедшего события: на какое-то мгновение мы как бы продолжаем видеть, слышать и т.д., что уже непосредст­венно не воспринимаем (стоит перед глазами, звучит в ушах и т.д.). Эти процессы неустойчивы и обратимы, но они на­столько специфичны и их роль в функционировании меха­низмов накопления опыта столь значительна, что их рассмат­ривают в качестве особого вида запоминания, сохранения и воспроизведения информации, который получил название кратковременной памяти. В отличие от долговременной па­мяти, для которой характерно длительное сохранение мате­риала после многократного его повторения и воспроизведе­ния, кратковременная память характеризуется очень крат­ким сохранением.

Понятием оперативная память обозначают мнемические про­цессы, обслуживающие непосредственно осуществляемые че­ловеком актуальные действия, операции. Когда мы выполняем какое-либо сложное действие, например арифметическое, то осу­ществляем его по частям, кускам. При этом мы удерживаем «в уме» некоторые промежуточные результаты до тех пор, пока имеем с ними дело. По мере продвижения к конечному резуль­тату конкретный «отработанный» материал может забываться Аналогичное явление мы наблюдаем при выполнении любого более или менее сложного действия. Куски материала, которы­ми оперирует человек, могут быть различными (ребенок начи­нает читать со складывания букв). Объем этих кусков, так на­зываемых оперативных единиц памяти, существенно влияет на успешность выполнения той или иной деятельности. Этим определяется значение формирования оптимальных оперативных единиц. [12, с. 276].

Критерии, принятые нами за основание деления памяти на виды, связанные с различными сторонами человеческой дея­тельности, выступают в ней не порознь, а в органическом единстве (рис. 1.5).

Рис. 1.3. Сущность памяти (по М. В. Гамезо, И. А. Домашенко)

Индивидуальные различия в памяти людей

Индивидуальные различия в па­мяти людей могут быть двух видов: с одной стороны, память разных людей отли­чается преобладанием той или иной модальности — зрительной, слуховой, двигательной; с другой стороны, па­мять различных людей может отли­чаться и по уровню своей организа­ции.

Человек с наглядно-образным ти­пом памяти особенно хорошо запо­минает наглядные образы, цвет пред­метов, звуки, лица и т. п. Так, В. А. Моцарт, запоминал сложнейшие музыкальные произведения после одного прослушивания.

При словесно-логическом типе па­мяти лучше запоминается словесный, нередко абстрактный материал: поня­тия, формулы и т. п. Например, А. С. Пушкин мог прочесть наизусть длинное стихотворение, написан­ное другим автором, после двукратного его прочтения.

При эмоциональном типе памя­ти прежде всего сохраняются и вос­производятся пережитые человеком чувства.

См.: Развитие памяти у дошкольников (Дипломная работа).

Виды памяти и их особенности (Немов Р. С.)

Классификация ви­дов памяти по органам чувств и использованию мнемических средств: образ­ная, словесно-логическая, двигательная, эмоциональная, произвольная и не­произвольная, механическая и логическая, непосредственная и опосредство­ванная. Особенности кратковременной памяти, ее объем, механизмы, связь с сознанием. Явление замещения — замены информации в переполненной по объему кратковременной памяти. Трудности механического запоминания имен, фамилий и явление замещения. Акустическое перекодирование информации в кратковременной памяти. Связь кратковременной памяти с долговременной, их относительная независимость. Подсознательный характер долговременной памяти человека. Связь долговременной памяти с речью и мышлением, в час­тности с внутренней речью. Смысловая организация материала в долговремен­ной памяти.

Существует несколько оснований для классификации видов человеческой памяти. Одно из них — деление памяти по време­ни сохранения материала, другое — по преобладающему в про­цессах запоминания, сохранения и воспроизведения материала анализатору. В первом случае выделяют мгновенную, кратко­временную, оперативную, долговременную и генетическую память. Во втором случае говорят о двигательной, зрительной, слуховой, обонятельной, осязательной, эмоциональной и дру­гих видах памяти. Рассмотрим и дадим краткое определение основным из названных видов памяти.

Мгновенная, или иконическая, память связана с удержанием точной и полной картины только что воспринятого органами чувств, без какой бы то ни было переработки полученной ин­формации. Эта память — непосредственное отражение инфор­мации органами чувств. Ее длительность от 0,1 до 0,5 с. Мгно­венная память представляет собой полное остаточное впечатле­ние, которое возникает от непосредственного восприятия сти­мулов. Это — память-образ.

Кратковременная память представляет собой способ хране­ния информации в течение короткого промежутка времени. Дли­тельность удержания мнемических следов здесь не превышает нескольких десятков секунд, в среднем около 20 (без повторе­ния). В кратковременной памяти сохраняется не полный, а лишь обобщенный образ воспринятого, его наиболее существенные элементы. Эта память работает без предварительной сознатель­ной установки на запоминание, но зато с установкой на после­дующее воспроизведение материала. Кратковременную память характеризует такой показатель, как объем. Он в среднем равен от 5 до 9 единиц информации и определяется по числу единиц информации, которое человек в состоянии точно воспроизве­сти спустя несколько десятков секунд после однократного предъ­явления ему этой информации.

Кратковременная память связана с так называемым актуаль­ным сознанием человека. Из мгновенной памяти в нее попада­ет только та информация, которая сознается, соотносится с ак­туальными интересами и потребностями человека, привлекает к себе его повышенное внимание.

Оперативной называют память, рассчитанную на хранение информации в течение определенного, заранее заданного сро­ка, в диапазоне от нескольких секунд до нескольких дней. Срок хранения сведений этой памяти определяется задачей, встав­шей перед человеком, и рассчитан только на решение данной задачи. После этого информация может исчезать из оператив­ной памяти. Этот вид памяти по длительности хранения ин­формации и своим свойствам занимает промежуточное поло­жение между кратковременной и долговременной.

Долговременная — это память, способная хранить информацию в течение практически неограниченного срока. Информация, попавшая в хранилища долговременной памяти, может воспроиз­водиться человеком сколько угодно раз без утраты. Более того, многократное и систематическое воспроизведение данной инфор­мации только упрочивает ее следы в долговременной памяти. По­следняя предполагает способность человека в любой нужный момент припомнить то, что когда-то было им запомнено. При пользовании долговременной памятью для припоминания неред­ко требуется мышление и усилия воли, поэтому ее функциониро­вание на практике обычно связано с двумя этими процессами.

Генетическую память можно определить как такую, в кото­рой информация хранится в генотипе, передается и воспроиз­водится по наследству. Основным биологическим механизмом запоминания информации в такой памяти являются, по-види­мому, мутации и связанные с ними изменения генных структур. Генетическая память у человека — единственная, на которую мы не можем оказывать влияние через обучение и воспитание.

Зрительная память связана с сохранением и воспроизведе­нием зрительных образов. Она чрезвычайно важна для людей любых профессий, особенно для инженеров и художников. Хо­рошей зрительной памятью нередко обладают люди с эйдетиче­ским восприятием, способные в течение достаточно продолжи­тельного времени «видеть» воспринятую картину в своем вооб­ражении после того, как она перестала воздействовать на орга­ны чувств. В связи с этим данный вид памяти предполагает развитую у человека способность к воображению. На ней осно­ван, в частности, процесс запоминания и воспроизведения ма­териала: то, что человек зрительно может себе представить, он, как правило, легче запоминает и воспроизводит.

Слуховая память — это хорошее запоминание и точное вос­произведение разнообразных звуков, например музыкальных, речевых. Она необходима филологам, людям, изучающим ино­странные языки, акустикам, музыкантам. Особую разновидность речевой памяти составляет словесно-логическая, которая тес­ным образом связана со словом, мыслью и логикой. Данный вид памяти характеризуется тем, что человек, обладающий ею, быстро и точно может запомнить смысл событий, логику рас­суждений или какого-либо доказательства, смысл читаемого текс­та и т.п. Этот смысл он может передать собственными словами, причем достаточно точно. Этим типом памяти обладают уче­ные, опытные лекторы, преподаватели вузов и учителя школ.

Двигательная память представляет собой запоминание и со­хранение, а при необходимости и воспроизведение с достаточной точностью многообразных сложных движений. Она участ­вует в формировании двигательных, в частности трудовых и спор­тивных, умений и навыков. Совершенствование ручных движе­ний человека напрямую связано с этим видом памяти.

Эмоциональная память — это память на переживания. Она участвует в работе всех видов памяти, но особенно проявляется в человеческих отношениях. На эмоциональной памяти непос­редственно основана прочность запоминания материала: то, что у человека вызывает эмоциональные переживания, запомина­ется им без особого труда и на более длительный срок.

Осязательная, обонятельная, вкусовая и другие виды памяти особой роли в жизни человека не играют, и их возможности по сравнению со зрительной, слуховой, двигательной и эмоцио­нальной памятью ограничены. Их роль в основном сводится к удовлетворению биологических потребностей или потребностей, связанных с безопасностью и самосохранением организма.

По характеру участия воли в процессах запоминания и восп­роизведения материала память делят на непроизвольную и произ­вольную. В первом случае имеют в виду такое запоминание и воспроизведение, которое происходит автоматически и без осо­бых усилий со стороны человека, без постановки им перед собой специальной мнемической задачи (на запоминание, узнавание, сохранение или воспроизведение). Во втором случае такая за­дача обязательно присутствует, а сам процесс запоминания или воспроизведения требует волевых усилий.

Непроизвольное запоминание не обязательно является более слабым, чем произвольное, во многих случаях жизни оно превос­ходит его. Установлено, например, что лучше непроизвольно за­поминается материал, который является объектом внимания и сознания, выступает в качестве цели, а не средства осуществле­ния деятельности. Непроизвольно лучше запоминается также ма­териал, с которым связана интересная и сложная умственная ра­бота и который для человека имеет большое значение. Показано, что в том случае, когда с запоминаемым материалом проводится значительная работа по его осмыслению, преобразованию, клас­сификации, установлению в нем определенных внутренних (струк­тура) и внешних (ассоциации) связей, непроизвольно он может запоминаться лучше, чем произвольно. Это особенно характерно для детей дошкольного и младшего школьного возраста.

Рассмотрим теперь некоторые особенности и взаимосвязь двух основных видов памяти, которыми человек пользуется в по­вседневной жизни: кратковременной и долговременной.

Объем кратковременной памяти индивидуален. Он характе­ризует природную память человека и обнаруживает тенденцию к сохранению в течение всей жизни. Им в первую очередь оп­ределяется механическая память, ее возможности. С особенно­стями кратковременной памяти, обусловленными ограничен­ностью ее объема, связано такое свойство, как замещение. Оно проявляется в том, что при переполнении индивидуально огра­ниченного объема кратковременной памяти человека вновь по­ступающая информация частично вытесняет хранящуюся там, и последняя безвозвратно исчезает, забывается, не попадает в долговременное хранилище. Это, в частности, происходит тог­да, когда человеку приходится иметь дело с такой информа­цией, которую он не в состоянии полностью запомнить и кото­рая ему предъявляется непрерывно и последовательно.

Почему, например, мы так часто испытываем серьезные труд­ности при запоминании и сохранении в памяти имен, фамилий и отчеств новых для нас людей, с которыми нас только что позна­комили? По-видимому, по той причине, что объем информации, имеющейся в этих словах, находится на пределе возможностей кратковременной памяти, и если к нему добавляется новая ин­формация (а это как раз и происходит, когда представленный нам человек начинает говорить), то старая, связанная с его име­нем, вытесняется. Непроизвольно переключая внимание на то, что говорит человек, мы тем самым перестаем повторять его имя, фамилию и отчество и в результате скоро о них забываем.

Кратковременная память играет большую роль в жизни че­ловека. Благодаря ей перерабатывается самый большой объем информации, сразу отсеивается ненужная и остается потенци­ально полезная. Вследствие этого не происходит информаци­онной перегрузки долговременной памяти излишними сведе­ниями, экономится время человека. Кратковременная память имеет большое значение для организации мышления; материа­лом последнего, как правило, становятся факты, находящиеся или в кратковременной, или в близкой к ней по своим характе­ристикам оперативной памяти.

Данный вид памяти активно работает и в процессе общения человека с человеком. Установлено, что в том случае, когда впер­вые встретившихся людей просят рассказать о своих впечатле­ниях друг о друге, описать те индивидуальные особенности, ко­торые они во время первой встречи заметили друг у друга, в среднем ими называется обычно такое количество черт, кото­рое соответствует объему кратковременной памяти, т.е. 7+2.

Без хорошей кратковременной памяти невозможно нормаль­ное функционирование долговременной памяти. В последнюю может проникнуть и надолго отложиться лишь то, что когда-то было в кратковременной памяти. Иначе говоря, кратковремен­ная память выступает в роли обязательного промежуточного хра­нилища и фильтра, который пропускает нужную, уже отобран­ную информацию в долговременную память.

Переход информации из кратковременной в долговремен­ную память связан с рядом особенностей. В кратковременную память попадают последние 5 или 6 единиц информации, по­ступившие через органы чувств, они-то и проникают в первую очередь в долговременную память. Сделав сознательное уси­лие, повторяя материал, можно удерживать его в кратковре­менной памяти и на более длительный срок, чем несколько де­сятков секунд. Тем самым можно обеспечить перевод из крат­ковременной в долговременную память такого количества ин­формации, которое превышает индивидуальный объем кратко­временной памяти. Этот механизм лежит в основе запоминания путем повторения.

Обычно же без повторения в долговременной памяти оказы­вается лишь то, что находится в сфере внимания человека. Дан­ную особенность кратковременной памяти иллюстрирует сле­дующий опыт. В нем испытуемых просят запомнить всего лишь 3 буквы и спустя примерно 18 с воспроизвести их. Но в интер­вале между первичным восприятием этих букв и их припоми­нанием испытуемым не дают возможности повторять эти бук­вы про себя. Сразу же после предъявления трех разных букв им предлагается в быстром темпе начать вести обратный счет трой­ками, начиная с какого-нибудь большого числа, например с 55. В этом случае оказывается, что многие испытуемые вообще не в состоянии запомнить данные буквы и безошибочно их восп­роизвести через 18 с. В среднем в памяти людей, прошедших через подобный опыт, сохраняется не более 20% первоначаль­но воспринятой ими информации.

Многие жизненные психологические проблемы, казалось бы, связанные с памятью, на самом деле зависят не от памяти как таковой, а от возможности обеспечить длительное и устойчивое внимание человека к запоминаемому или припоминаемому ма­териалу. Если удается обратить внимание человека на что-либо, сосредоточить его внимание на этом, то соответствующий ма­териал лучше запоминается и, следовательно, дольше сохраня­ется в памяти. Этот факт можно проиллюстрировать с помощью следующего опыта. Если предложить человеку закрыть глаза и неожиданно ответить, например, на вопрос о том, какого цве­та, формы и какими другими особенностями обладает предмет, который он не раз видел, мимо которого неоднократно прохо­дил, но который не вызывал к себе повышенного внимания, то человек с трудом может ответить на поставленный вопрос, не­смотря на то, что видел этот предмет множество раз. Многие люди ошибаются, когда их просят сказать, какой цифрой, рим­ской или арабской, изображена на циферблате их механических ручных часов цифра 6. Нередко оказывается, что ее на часах нет вообще, а человек, десятки и даже сотни раз смотревший на свои часы, не обращал внимание на этот факт и, следова­тельно, не запомнил его. Процедура введения информации в кратковременную память и представляет собой акт обращения на нее внимания.

Одним из возможных механизмов кратковременного запо­минания является временное кодирование, т.е. отражение запо­минаемого материала в виде определенных, последовательно расположенных символов в слуховой или зрительной системе человека. Например, когда мы запоминаем нечто такое, что мож­но обозначить словом, то мы этим словом, как правило, поль­зуемся, мысленно произнося его про себя несколько раз, при­чем делаем это или осознанно, продуманно, или неосознанно, механически. Если требуется зрительно запомнить какую-либо картину, то, внимательно посмотрев на нее, мы обычно закры­ваем глаза или отвлекаем внимание от разглядывания для того, чтобы сосредоточить его на запоминании. При этом мы обяза­тельно стараемся мысленно воспроизвести увиденное, предста­вить его зрительно или выразить его смысл словами. Часто для того, чтобы нечто действительно запомнилось, мы стараемся по ассоциации с ним вызвать у себя определенную реакцию. Порождение такой реакции следует рассматривать как особый психофизиологический механизм, способствующий активизации и интегрированию процессов, служащих средством запомина­ния и воспроизведения.

Тот факт, что при введении информации в долговременную память она, как правило, перекодируется в акустическую форму, доказывается следующим экспериментом. Если испытуемым зри­тельно предъявить значительное количество слов, заведомо пре­вышающих по своему числу объем кратковременной памяти, и затем проанализировать ошибки, которые они допускают при ее воспроизведении, то окажется, что нередко правильные буквы в словах замещаются теми ошибочными буквами, которые близки к ним по звучанию, а не по написанию. Это, очевидно, характер­но только для людей, владеющих вербальной символикой, т. е. звуковой речью. Люди, глухие от рождения, не нуждаются в том, чтобы преобразовать видимые слова в слышимые.

В случаях болезненных нарушений долговременная и крат­ковременная память могут существовать и функционировать как относительно независимые. К примеру, при таком болезнен­ном нарушении памяти, которое именуется ретроградной ам­незией, страдает в основном память на недавно произошедшие события, но обычно сохраняются воспоминания о тех событи­ях, которые имели место в далеком прошлом. При другом виде заболевания, также связанном с нарушениями памяти, — антероградной амнезии — сохранной остается и кратковременная, и долговременная память. Однако при этом страдает способ­ность ввода новой информации в долговременную память.

Вместе с тем оба вида памяти взаимосвязаны и работают как единая система. Одна из концепций, описывающая их совмест­ную, взаимосвязанную деятельность, разработана американскими учеными р. аткинсоном и Р. Шифрином. Она схематически пред­ставлена на рис. 42. В соответствии с теорией названных ав­торов долговременная память представляется практически не ограниченной по объему, но обладает ограниченными возмож­ностями произвольного припоминания хранящейся в ней ин­формации. Кроме того, для того чтобы информация из кратко­временного хранилища попала в долговременное, необходимо, чтобы с ней была проведена определенная работа еще в то вре­мя, когда она находится в кратковременной памяти. Это работа по ее перекодированию, т.е. переводу на язык, понятный и до­ступный мозгу человека. Данный процесс в чем-то аналогичен тому, который происходит при вводе информации в электрон­но-вычислительную машину. Известно, что все современные ЭВМ способны хранить информацию в двоичных кодах, и для того чтобы память машины сработала, любые вводимые в нее сведения должны быть представлены в таком виде.

Во многих жизненных ситуациях процессы кратковремен­ной и долговременной памяти работают во взаимосвязи и па­раллельно. Например, когда человек ставит перед собой задачу запомнить что-либо такое, что заведомо превосходит возмож­ности его кратковременной памяти, он часто сознательно или бессознательно обращается к использованию приема смысло­вой обработки и группировки материала, который облегчает запоминание. Такая группировка в свою очередь предполагает ис­пользование долговременной памяти, обращение к прошлому опыту, извлечение из него необходимых для обобщения знаний и понятий, способов группировки запоминаемого материала, сведения его к количеству смысловых единиц, не превышаю­щих объема кратковременной памяти.

Рис. 42. Схема памяти по Р. Аткинсону и Р. Шифрину. Взаимосвязанная работа кратковременной и долговременной памяти, включающая вытеснение, повто­рение и кодирование как частные процессы, составляющие работу памяти

Перевод информации из кратковременной в долговремен­ную память нередко вызывает затруднения, так как для того, чтобы это наилучшим образом сделать, необходимо сначала ос­мыслить и определенным образом структурировать материал, связать его с тем, что человек хорошо знает. Именно из-за не­достаточности этой работы или из-за неумения ее осуществлять быстро и эффективно память людей кажется слабой, хотя на самом деле она может обладать большими возможностями.

Рассмотрим теперь особенности и некоторые механизмы ра­боты долговременной памяти. Эта память обычно начинает фун­кционировать не сразу после того, как человеком был воспри­нят и запомнен материал, а спустя некоторое время, необходи­мое для того, чтобы человек внутренне смог переключиться с одного процесса на другой, с запоминания на воспроизведение. Эти два процесса не могут происходить параллельно, так как структура их различна, а механизмы несовместимы, противо­положно направлены. Акустическое кодирование характерно для перевода информации из кратковременной в долговременную память, где она уже хранится, вероятно, не в форме звуковых, а в виде смысловых кодов и структур, связанных с мышлением. Обратный процесс предполагает перевод мысли в слово.

Если, например, после некоторого количества прочтений или прослушиваний мы попытаемся через некоторое время воспро­извести длинный ряд слов, то так же обычно совершаем ошибки, как и тогда, когда не срабатывает при запоминании кратковре­менная память. Однако эти ошибки бывают иными. В большин­стве случаев вместо забытых слов при воспоминании мы исполь­зуем другие, близкие к ним не по звучанию или написанию, а по смыслу. Часто бывает так, что человек, будучи не в состоянии точно вспомнить забытое слово, вместе с тем хорошо помнит его смысл, может передать его иными словами и уверенно отвергает другие, не похожие на данное слово сочетания звуков. Благодаря тому, что смысл вспоминаемого приходит на память первым, мы в конечном счете можем вспомнить желаемое или по крайней мере заменить его тем, что достаточно близко к нему по смыслу. Если бы этого не было, то мы бы испытывали огромные трудно­сти при припоминании и часто терпели неудачу. На этой же осо­бенности долговременной памяти, вероятно, основан процесс уз­навания когда-то виденного или слышанного.

Литература

Блонский П.П. Избранные педагогические и психологиче­ские сочинения. — Т. II. — М., 1979. (Память и мышление: 118— 341. Память. Припоминание: 341—366. )

Вейн А.М., Каменецкая Б.И. Память человека. — М., 1973. (Виды памяти: 99—113. Возрастные изменения памяти: 114—121.)

Зинченко П.И. Непроизвольное запоминание. — М., 1961. (Проблема непроизвольного и произвольного запоминания в психо­логии: 9—137. Непроизвольное запоминание и деятельность: 141— 221. Непроизвольное запоминание и мотивация: 222—241. Сравне­ние непроизвольного и произвольного запоминания: 245—425. Раз­витие памяти: 425—514.)

Ипполитов Ф.В. Память школьника. — М., 1978. (Советы по улучшению памяти: 28—45.)

Клацки Р. Память человека. Структуры и процессы. — М., 1978. (Кратковременная память: 83—159. Долговременная память:

160—215. Запоминание: 216—236. Припоминание (воспроизведение):

237—271. Память и зрение: 272—291.)

Леонтьев А.Н. Избранные психологические произведения:

В 2 т. — М., 1983. — Т. I. (Развитие высших форм запоминания:

31-64. )

Ляудис В.Я. Память в процессе развития. — М., 1976. (Разви­тие памяти: 8—37, 94—137. Произвольное запоминание: 38—93. Связь кратковременной и долговременной памяти: 138—219. Раз­витие памяти в процессе обучения: 220—246.)

Механизмы памяти. Руководство по физиологии. — Л., 1987. (Память, ее функции и связь с работой мозга: 7—20. Эмоции и регуляция памяти: 325—351. Нейропсихологическая регуляция па­мяти: 351—356. Психофизиологические аспекты модуляции памя­ти: 374-388.)

Николов Н., Нешев Г. Загадка тысячелетий. Что мы знаем о памяти. — М., 1988. (Механизмы памяти: 67—83.)

Общая психология. — М., 1986. (Память: 291—321.)

Познавательная активность в системе процессов памяти. — М., 1989. (Деятельностный подход к памяти: 7—10. Связь позна­вательной активности и памяти: 10—24. Связь произвольного и непроизвольного запоминания: 25—43.)

Развитие памяти. — Рига, 1991. (Что такое память: 5—10. Парадоксы памяти: 11—117. Память глазами физиолога: 18—30. Память глазами психолога: 31—42. Можно ли тренировать па­мять: 43—47. Какая у меня память: 48—53.)

Развитие творческой активности школьников. — М., 1991. (Развитие памяти: 126—149.)

Смирнов А.А. Избранные психологические труды: В 2 т. — Т. II. — М., 1987. (Проблемы психологии памяти: 5—294. О неко­торых корреляциях в области памяти: 316—327.)

––

Немов Р. С. Психология: Учеб. для студ. высш. пед. учеб. заведений: В 3 кн. — 4-е изд. — М.: Гуманит. изд. центр ВЛАДОС, 2003. — Кн. 1: Общие основы психологии. — 688 с. С. 219-228.

30.4. Классификации видов памяти | Вестишки.ру

 

Опорные слова к вопросу №30 — здесь

Виды памяти классифицируются по различным основаниям.

По характеру психической активности, преобладающей в деятель­ности, выделяют:

• двигательную
• образную,
• эмоциональную,
• словесно-логическую (вербальную) память.

Образная память, в свою, очередь подразделяется в зависимости от ведущего анализатора:

• зрительную,
• слу­ховую,
• осязательную,
• обонятельную,
• вкусовую,

У разных субъектов, в зависимости от ведущей модальности может доминировать один из этих типов.

Об огромных возможностях образной памяти говорят описанные в ли­тературе случаи выдающейся памяти, прежде всего, эйдетизма. Эйдетизм (от греч. eidos — образ) — разновидность образной памяти, выраженная в сохранении ярких, наглядных образов предметов по прекращении их воздействия на органы чувств. Обладающий эйдетизмом человек не воспроизводит в памяти воспринимавшиеся им предметы, а продолжает как бы видеть их.

Эмоциональная память хранит следы эмоций, чувств, переживаний и играет важную роль в обеспечении процесса программирования поведения по удовлетворению потребностей. Пережитые и запечатленные в памяти эмо­ции служат регулирующими сигналами, либо побуждая индивида к активной деятельности, либо, наоборот, удерживая его от действий.

Содержаниями словесно-логической памяти выступают мысли, идеи, понятия, знания, концепты, т.е. любые продукты мыслительной деятельно­сти, выраженные в вербальной форме. Этот вид памяти, по мере интеллек­туального развития субъекта, постепенно начинает преобладать и становит­ся ведущим (определяющим) для др. видов, обеспечивая их развитие и вербально опосредованное функционирование.

Иногда выделяются также: память на движения (моторная) и память на слова (вербальная).

По продолжительности закрепления и сохранения материала (или по установке на длительность сохранения) различают:

• кратковремен­ную,
• долговременную,
• оперативную.

Кратковременная память — это подсистема памяти, обеспечивающая непродолжительное удержание и оперативное преобразование сенсорной информации, поступающей от органов чувств или из долговременной па­мяти. Ее процессы неустойчивы и обратимы. Они осуществляются за счет поддержания функциональных связей между нейронами, посредством ре­верберации (т.е. кратного прохождения) возбуждения по кольцевым нейронным цепочкам.

Центральную роль при кратковременном удержании данных играют процессы внутреннего называния и активного повторения материала, обыч­но в форме скрытого проговаривания. Выделяются два вида такого по­вторения:

• механического (акустико-артикуляционного) характера, не приводящее к заметным преобразованиям материала; этот вид повторения позволя­ет удерживать информацию на уровне кратковременной памяти, но не­достаточен для ее перевода в долговременную память;
• повторение ассоциативного характера, т.е. сопровождающееся включе­нием удерживаемого материала в систему ассоциативных связей (напри­мер, укрупнением единиц информации).

В отличие от кратковременно­го, долговременное запоминание возможно только при втором виде по­вторения.

В кратковременной памяти может храниться лишь очень ограниченное количество информации — не более 7 ± 2 единиц материала. Но исследо­вания показывают, что эти ограничения не препятствуют запоминанию боль­ших объемов осмысленного перцептивного материала (пейзажи, лица, про­изведения изобразительного искусства и пр.).

От кратковременной следует отличать оперативную память.

Оперативная память — это подсистема памяти, поддерживающая кон­кретные действия и операции во время их осуществления. Отличается от па­мяти краткосрочной тем, что непосредственно включена в регулирование деятельности для удержания ее промежуточных результатов. Предполагает восприятие объектов в момент совершения действий, краткосрочного удер­жания в памяти образа и всей ситуации, а также их изменений. При этом «свежие» данные памяти, соответственно решаемой задаче, дополняются данными, хранящимися в долговременной памяти.

Долговременная память — подсистема памяти, обеспечивающая про­должительное — от часов до десятилетий — удержание знаний, сохране­ние умений и навыков. Характеризуется огромным объемом сохраняемой информации. Имеет условно-рефлекторную природу. Связана со структур­но-химическими изменениями в нейронах: с изменениями структуры белко­вых молекул, накоплением рибонуклеиновых кислот.

Основным механизмом перехода данных в долговременную память и их фиксации обычно считается повторение, осуществляемое на уровне кратко­временной памяти. Но чисто механическое повторение не приводит к устой­чивому запоминанию. К тому же повторение служит необходимым услови­ем фиксации данных лишь в случае вербальной или легко вербализуемой информации. Решающее значение имеет осмысленная интерпретация ново­го материала, установление связей между ним и приобретенным ранее опы­том. При этом в памяти может не сохраниться внешняя, поверхностная фор­ма запоминаемого материала или сообщения, но смысл его удерживается длительное время.

Взаимодействие различных видов памяти показано в таблице:

Это одна из концепций памяти, описывающая особенность взаимосвязанной работы кратковременной и долговременной памяти, включающей вытеснение, повторение и кодирование как частные процессы, составляющие работу памяти. В соответствии с этой теорией долговременная память представлена практически не ограниченной по объёму, но обладает ограниченными возможностями произвольного припоминания хранящейся в ней информации. Кроме того, для того, чтобы информация из кратковременного хранилища попала в долговременное, необходимо, чтобы с ней была проведена определённая работа ещё в то время, пока она находится в кратковременной памяти. Эта работа по перекодированию, т.е. по переводу на язык, понятный и доступный мозгу человека. Данный процесс чем-то аналогичен тому, который происходит при вводе информации в электронно-вычислительную машину.

Поскольку объем хранящихся в долговременной памяти сведений гро­маден, успешный поиск информации возможен лишь благодаря высокому уровню ее организованности. В данном виде памяти одновременно дейст­вует несколько форм организации знаний. Одна из них — организация се­мантической информации в иерархические структуры по принципу выделения более абстрактных (родовых) и более специфических (видовых) поня­тий. Другая форма организации, характерная для житейских категорий, — это группировка отдельных понятий вокруг одного или нескольких типич­ных представителей категории — прототипов. Семантическая информация в долговременной памяти включает как понятийные, так и эмоционально-оценочные элементы, отражающие личностное отношение субъекта к кон­кретным сведениям.

Иногда как самостоятельный вид рассматривается сенсорная память (иконическая, эхоическая и др.) — гипотетическая подсистема памяти, обес­печивающая удержание в течение очень короткого времени (обычно менее одной секунды) продуктов переработки сенсорной информации, поступаю­щей в органы чувств. Предполагается, что в сенсорной памяти удерживают­ся физические признаки информации; это отличает ее от кратковременной и долговременной памяти, с их соответственно вербально-акустическим и семантическим кодированием. Данное отличие имеет условный характер, так как сохранение физических признаков может быть долговременным, а выделение семантических характеристик возможно уже на относительно ранних этапах обработки сенсорного материала. Необходимое условие пе­ревода материала из сенсорной в кратковременную память — обращение на него внимания.

В зависимости от целей деятельности память подразделяется на:

• произ­вольную и
• непроизвольную.

Непроизвольная память — это запоминание и воспроизведение при отсутствии осознанной цели что-либо запомнить или вспомнить.

Произвольная память — это запоминание и воспроизведение, направ­ляемые сознательной целью запомнить и требующие волевого усилия.

По степени осмысления запоминаемого материала память бывает:

• меха­ническая и
• смысловая.

Механическая память осуществляется как простая функция повторе­ния без установления ассоциативных и смысловых связей.

Смысловая память предполагает установление и запоминание смысло­вых связей между понятиями.

 

8.

Память, процессы и виды памяти способы ее активизации на уроке.

Память — это психический процесс отражения, заключающийся в запечатлении и сохранении с последующим воспроизведением и узнаванием следов прошлого опыта, делающими возможным его повторное использование в деятельности или возвращение в сферу сознания.

Различают следующие процессы памяти :

1. Запоминание — основной процесс памяти. В его основе лежит возможность запомнить как можно больше разного материала и найти между ними какую-то логическую связь.

2. Хранение  — возможность хранить информацию в структуре памяти значительное количество времени. Это положительно влияет на общее развитие человека.

3. Узнавание и воспроизведение — процесс актуализации информации, когда-то воспринятой памятью. Воспроизведение существует двух видов — произвольное и непроизвольное . Непроизвольное — это воспроизведение, не требующее от человека дополнительных усилий.

4. Забывание — процесс обратный запоминанию. Это невозможность воспроизвести ранее приобретенную информацию. Ученые доказали, что чаще всего этому процессу поддается информация, что не имеет большого значения. Различают забывание временное и забывание длительное.

Виды памяти.

По виду анализатора:

— зрительная — осязательная

— слуховая — обонятельная

— вкусовая

По характеру запоминаемого материала:

— образная (память на представления, зрительные образы, звуки, запахи, вкусы).

-словесно-логическая (память на мысли, слова, понятия. В этом виде памяти главная роль принадлежит второй сигнальной системе. Это специфически человеческий вид памяти. Опираясь на развитие других видов памяти, словесно-логическая память становится ведущей по отношению к ним и от ее развития зависит развитие других видов памяти. Поддается произвольному управлению).

— двигательная (запоминание, сохранение и воспроизведение движений и их систем).

— эмоциональная (память на чувства. Это воспроизведение эмоциональной информации при повторной ситуации в которой она возникла. Характеризуется быстротой ответа. Особая прочность следов, непроизвольность. Блонский писал расцвет этой памяти к 3-4-м годам.

По целеустремленности:

— непроизвольная («запоминание и воспроизведение, в котором отсутствует специальная цель что-то запомнить или припомнить». Непроизвольное запоминание осуществляется без специальных волевых усилий, предварительного отбора материала и сознательного применения каким-то мнемических приемов).

— произвольная (запоминание и воспроизведение, направленные на достижение сознательно поставленной цели что-либо запомнить или припомнить. Это продукт специальных мнемических действий).

По длительности:

— мгновенная (сенсорная). Связана с инерционностью органов чувств. Эта память не поддается произвольному управлению. Образ в мгновенной памяти не обладает константностью — это образ ощущения, а не восприятия. Мгновенная память обеспечивает слитное восприятие мира. Хранение не более 1,5 сек.

-кратковременная от 30 сек. Здесь сохраняется информация, к которой привлечено внимание. Информация сохраняется не в неизменном виде — она обрабатывается и интерпретируется. Для кратковременной памяти возможно произвольное управление с помощью повторения или символизации. Объем кратковременной памяти равен 7 2 единиц.

-долговременная (не ограничена по объему и времени сохранения информации. Но не всегда информация может быть вовремя извлечена. Доступность информации определяется организацией хранения. Имеется два типа хранения информации в долговременной памяти: с произвольным доступом к информации (информация непрерывно преобразуется) и без произвольного доступа (информация хранится в неизменном виде).

— оперативная (мнемические процессы, обслуживающие непосредственно осуществляемые человеком актуальные операции. В оперативной памяти функционирует информация поступающая как из кратковременной, так и их долговременной памяти. При умножении чисел в оперативной памяти сохраняются числа которые мы перемножаем (кратковременная память) и таблица умножения долговременная память). Пока мы действуем, этот материал остается в ведении оперативной памяти.

Сравнение основных видов памяти

Любая микропроцессорная система, вне зависимости от типа используемого микроконтроллера или процессора, в обязательном порядке требует памяти (рис. 1). В памяти хранится исполняемая процессором программа. Там же помещаются данные, используемые при вычислениях. Данные могут поступать от датчиков или появляться в результате расчетов, они также могут изначально размещаться в памяти при программировании.

Рис. 1. Процессор использует память для хранения программ и данных

В идеальном мире для хранения данных и программ будет достаточно одного вида памяти. Однако в реальности существующие технологии памяти вынуждают пользователя искать компромисс между несколькими параметрами, например, между скоростью доступа, стоимостью и длительность сохранения данных.

Например, жесткий диск (HDD), используемый в большинстве ПК, может хранить большой объем информации и имеет относительно низкую стоимость. Кроме того, информация, размещенная на HDD, не теряется при выключении ПК. В то же время скорость обмена при работе с жестким диском оказывается достаточно низкой.

Оперативная память ПК хотя и отличается высокой ценой и не сохраняет данные при отключении питания, но вместе с тем скорость обмена данными между ОЗУ и процессором оказывается гораздо выше, чем при работе с жестким диском.

Память можно разделить на две основные категории: энергозависимую (volatile) и энергонезависимую (non-volatile). Энергозависимая память теряет свое содержимое при отключении питания. Энергонезависимая память сохраняет данные даже при отключении питания.

В общем случае энергонезависимая память работает медленнее, но стоит дешевле, чем энергозависимая память. Чаще всего энергонезависимая память используется для хранения программ и пользовательских данных. Энергозависимая память в основном необходима для хранения часто используемых данных. Кроме того, в высокопроизводительных устройствах после запуска процессора программа копируется из энергонезависимой памяти в ОЗУ и далее выполняется оттуда.

Энергонезависимая память

Почти вся энергонезависимая память использует одну и ту же базовую технологию для хранения битов данных. Значение каждого бита по существу определяется наличием или отсутствием заряда, хранимого на плавающем затворе МОП-транзистора. От заряда на этом плавающем затворе зависит, находится ли канал МОП-транзистора в проводящем состоянии или нет, тем самым, кодируется логический уровень элементарной ячейки памяти.

Инжекция или удаление заряда изолированного затвора осуществляется за счет подачи высокого напряжения определенной полярности на традиционный затвор транзистора. В результате энергонезависимая память имеет несколько важных особенностей.

Во-первых, чтобы перезаписать бит памяти, его необходимо сначала стереть. При этом механизм записи с переносом заряда характеризуется таким негативным эффектом, как деградация ячейки памяти. Деградация приводит тому, что после многочисленных циклов записи/стирания ячейка памяти теряет способность хранить заряд, то есть перестает выполнять свою главную функцию.

Различные виды энергонезависимой памяти отличаются способом организации битов в микросхеме, что в свою очередь определяет, насколько легко и как быстро к ним можно получить доступ. Таким образом, когда речь заходит об энергонезависимой памяти помимо показателей скорости и стоимости в игру вступают дополнительные факторы. Эти факторы привели к появлению различных технологий энергонезависимой памяти.

Flash

Flash чаще всего используется для хранения программ и констант в микроконтроллерах, а также для хранения загрузчика в ПК.

Flash обычно организована в виде страниц. Каждая страница содержит определенное количество байтов. Страницы в свою очередь объединяются в блоки. Прежде чем записать какую-либо новую информацию во Flash, потребуется предварительно стереть содержимое страницы. Это приводит к дополнительным временным задержкам.

Существует два основных типа Flash: NAND и NOR. Оба типа Flash имеют свои достоинства и недостатки и применяются в различных приложениях.

NOR Flash, как правило, выступает в роли XIP-памяти (Execute In Place), то есть может использоваться как для хранения, так и для выполнения программ. В большинстве случаев, NOR Flash оказывается дороже и быстрее, чем NAND Flash.

NAND Flash обычно используется в SSD-дисках, USB-накопителях, а также является основным типом памяти для SD-карт.

EEPROM

EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) – достаточно медленный и относительно дорогой тип памяти. Вместе с тем EEPROM обеспечивает простоту доступа к данным. Если во Flash организован постраничный доступ к памяти, то EEPROM позволяет записывать и стирать отдельные байты. Таким образом, EEPROM является оптимальным вариантом для хранения данных конфигурации и пользовательской информации во встраиваемых системах.

SSD и SD

В SSD-накопителях (Solid State Drives) и SD-картах (Secure Digital) используется NAND Flash (рис. 2). В таких накопителях работа ведется с большими блоками данных. SSD-накопители и SD-карты обеспечивают более высокую надежность, по сравнению традиционными жесткими дисками (HDD).

Рис. 2. Карта памяти SD (32 ГБ)

Для уменьшения влияния недостатков базовой технологии, в первую очередь деградации, в SSD используются специальные технологии, в том числе, схема обнаружения и исправления ошибок, а также схема равномерного использования ячеек памяти.

В отличие от SSD, SD-карты, в силу своего размера, обычно не отличаются большой емкостью и не обладают технологиями, повышающими надежность хранения данных. Следовательно, они в основном используются в приложениях, требующих не очень частого доступа к данным.

Дискретные микросхемы Flash-памяти большого объема (более нескольких Мбайт) оказываются весьма дорогими, если речь идет о мелком и среднесерийном производстве.

Таким образом, если вашему устройству требуется большой объем Flash (сотни Мбайт — Гбайты), то в большинстве случаев более экономичным решением станет использование SD-карты, по крайней мере, до тех пор, пока вы не достигнете крупносерийного производства, при котором стоимость дискретных микросхем Flash не опуститься до разумного значения.

Другие типы энергонезависимой памяти

В этом разделе кратко описаны некоторые другие типы энергонезависимой памяти, которые широко использовались в прошлом.

Постоянная память ROM. Содержимое этой памяти программируется на этапе производства и не может быть изменено в процессе эксплуатации.

Однократно программируемая пользователем память PROM (Programmable ROM). Содержимое этой памяти может быть однократно запрограммировано пользователем.

Стираемая память EPROM (Erasable Programmable ROM). Микросхемы EPROM имеют небольшое окно для стирания содержимого с помощью ультрафиолетового излучения. После стирания память EPROM может быть снова запрограммирована.

Рис. 3. Пример устаревшей микросхемы EPROM с окном для стирания УФ-светом

Энергозависимая память

Энергозависимая память RAM (Random Access Memory) или оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) – это запоминающее устройство, которое сохраняет свое содержимое только при наличии напряжения питания. Существует два типа RAM: статическая и динамическая.

Ячейка динамического RAM или DRAM не только нуждается в присутствии напряжения питания, но и отличается постоянной потерей заряда, из-за чего содержимое DRAM требует периодической регенерации.

Статическая RAM или SRAM не требует регенерации и сохраняет свое содержимое при наличии напряжения питания.

В каких же случаях необходимо использовать SRAM или DRAM вместо любого из описанных выше энергонезависимых типов памяти? Ответ прост – в тех случаях, когда необходима высокая скорость и простота доступа к данным. Оперативная память оказывается не только намного быстрее энергонезависимых типов памяти, но и обеспечивает произвольный доступ к хранящимся в ней данным. Можно записывать или читать данные из любой области памяти с очень высокой скоростью, не беспокоясь о стирании страниц или блоков. Вместе с тем основным недостатком RAM является высокая стоимость. Таким образом, в большинстве вычислительных систем обычно используют комбинацию из RAM и flash-памяти. При этом каждый из этих типов памяти решает конкретные задачи, с учетом оптимального использования их преимуществ.

В категории энергозависимой памяти SRAM оказывается быстрее, чем DRAM, но при этом отличается и более высокой стоимостью. Это связано с тем, что для реализации ячейки SRAM требуется от четырех до шести транзисторов, а для ячейки DRAM требуется только один. Следовательно, на кристалле одного и того же размера можно уместить гораздо больше ячеек DRAM, чем ячеек SRAM.

В то же время для работы с DRAM требуется контроллер, который будет автоматически выполнять периодическую регенерацию содержимого памяти. Таким образом, использование DRAM вместо SRAM имеет смысл только в том случае, если стоимость контроллера перекрывается дешевизной DRAM-памяти.

SRAM чаще всего применяется в тех случаях, когда высокая скорость доступа имеет критическое значение, а объем необходимой памяти оказывается относительно небольшим.

Таким образом, SRAM обычно используется в микроконтроллерах, где небольшой объем статической памяти обеспечивает меньшую стоимость по сравнению с DRAM с собственным контроллером памяти. SRAM также используется в качестве высокоскоростной кэш-памяти внутри микропроцессоров, благодаря высокой скорости доступа.

Виды DRAM

Существуют различные виды DRAM. Исторически первые микросхемы DRAM сначала уступили место FPRAM (Fast Page RAM), которые в свою очередь были заменены на EDO RAM (Extended Data Output RAM), на смену которым, в конце концов, пришли микросхемы синхронной памяти DRAM или SDRAM.

Новые поколения SDRAM используют двойную скорость передачи данных (SDRAM included Double Data Rate). Речь идет о DDR2, DDR3 и DDR4.

Хотя каждое новое поколение SDRAM имело некоторые улучшения по сравнению с предыдущими поколениями, следует отметить, что сама базовая динамическая ячейка ОЗУ оставалась практически без изменений и обеспечивала лишь незначительное увеличение скорости доступа. С другой стороны, плотность размещения ячеек памяти или общее количество битов, упакованных в один чип, значительно увеличилось с течением времени. Тем не менее, основные улучшения в новых поколениях SDRAM были связаны именно с увеличением скорости передачи данных и уменьшением удельного энергопотребления.

SDRAM является основой для всех современных видов DRAM. До появления SDRAM память DRAM использовала асинхронной обмен, то есть после запроса на чтение данные сразу же появлялись на шине данных. В SDRAM данные синхронизируются с помощью тактового сигнала.

Например, после того, как SDRAM-память получает команду чтения, она начинает выставлять данные спустя определенное количество тактов. Эта задержка известна как строб адреса столбца CAS (Column Address Strobe). Она имеет фиксированное значение для каждого модуля памяти.

Кроме того, в SDRAM считывание данных всегда синхронизируется по фронту тактового сигнала. Таким образом, процессор точно знает, когда ожидать запрошенные данные.

DDR DRAM

Говоря о первом поколении SDRAM, его часто называют памятью с однократной скоростью передачи данных или SDR (Single Data Rate). Следующим эволюционным шагом в развитии SDRAM стало появление DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) или памяти с удвоенной скоростью передачи данных.

На рис. 4 показана разница в обмене данными при работе с SDR и DDR SDRAM. Обратите внимание, что на этом рисунке задержка CAS не показана.

Рис. 4. Передача данных при работе с SDR и DDR. Прием данных DDR выполняется как по фронту, так и по срезу тактового сигнала

DDR2, DDR3 и DDR4

При переходе от SDR к DDR передача данных стала вестись как по фронту, так и по срезу тактового сигнала. Далее при переходе от DDR2 к DDR4 SDRAM скорость передачи возрастала за счет использования некоторых хитрых приемов. При этом, как уже упоминалось ранее, скорость доступа к содержимому ячейки памяти DRAM не сильно изменилась из-за ограничений базовой технологии. В реальности эту скорость удалось увеличить всего в два раза.

Рис. 5. Модуль DDR-памяти, используемый в компьютерах

Не вдаваясь в технические тонкости, можно отметить, что одним из «хитрых» способов повышения скорости передачи является увеличение разрядности шины данных. Очевидно, что если организация памяти позволяет считать за один цикл доступа сразу несколько битов, то это приводит к кратному увеличению скорости передачи данных.

Поскольку доступ к памяти обычно осуществляется последовательно, CAS определяет некоторую задержку между подачей команды чтения и готовностью данных. Следовательно, еще одна хитрость, позволяющая увеличить скорость чтения, заключается в поддержке циклов многократного чтения или в возможности предварительного выбора данных. Эти функции позволяют контроллеру памяти заранее подготовить новый блок данных для следующей передачи.

Наконец, достижения в кремниевой полупроводниковой технологии позволяют снизить рабочее напряжение, а значит уменьшить удельное потребление на бит и увеличить объем памяти при том же энергопотреблении.

Заключение

В большинстве микропроцессорных устройств требуется как энергонезависимая, так и энергозависимая память. Однако выбор оптимального типа памяти зависит от особенностей конкретного приложения.

Память оказывает большое влияние на производительность, стоимость и энергопотребление. По этой причине выбор оптимального типа памяти является очень важной задачей.

Как и в случае со всеми инженерными задачами, разработка электронных устройств очень часто требует поиска компромиссных решений. Теперь, когда вы знаете о достоинствах и недостатках различных типов памяти, вы сможете выбрать оптимальный тип памяти для вашего нового устройства.

Исходник: https://www.hackster.io

RAM и модуль памяти DRAM

Компьютерная память обычно классифицируется как внутренняя или внешняя.

Внутренняя память , также называемая «основной или первичной памятью», относится к памяти, в которой хранятся небольшие объемы данных, к которым можно быстро получить доступ во время работы компьютера.

Внешняя память , также называемая «вторичной памятью», относится к запоминающему устройству, которое может постоянно хранить или хранить данные. Они могут быть встроенными или съемными запоминающими устройствами.Примеры включают жесткие диски или твердотельные накопители, USB-накопители и компакт-диски.

Какие типы внутренней памяти?

Существует два основных типа внутренней памяти: ROM и RAM.

ПЗУ обозначает постоянную память. Он энергонезависимый, что означает, что он может сохранять данные даже без питания. Он используется в основном для запуска или загрузки компьютера.

После загрузки операционной системы компьютер использует RAM , что означает оперативную память, которая временно хранит данные, пока центральный процессор (ЦП) выполняет другие задачи.Чем больше ОЗУ на компьютере, тем меньше ЦП должен считывать данные из внешней или вторичной памяти (запоминающего устройства), что позволяет компьютеру работать быстрее. Оперативная память работает быстро, но непостоянно, что означает, что она не сохраняет данные при отсутствии питания. Поэтому важно сохранить данные на запоминающем устройстве до выключения системы.

Какие бывают типы оперативной памяти?

Существует два основных типа ОЗУ: динамическое ОЗУ (DRAM) и статическое ОЗУ (SRAM).

• DRAM (произносится как DEE-RAM) широко используется в качестве основной памяти компьютера.Каждая ячейка памяти DRAM состоит из транзистора и конденсатора в интегральной схеме, а бит данных хранится в конденсаторе. Поскольку транзисторы всегда имеют небольшую утечку, конденсаторы будут медленно разряжаться, вызывая утечку информации, хранящейся в них; следовательно, DRAM необходимо обновлять (получать новый электронный заряд) каждые несколько миллисекунд для сохранения данных.
• SRAM (произносится как ES-RAM) состоит из четырех-шести транзисторов. Он хранит данные в памяти до тех пор, пока в систему подается питание, в отличие от DRAM, который необходимо периодически обновлять.Таким образом, SRAM быстрее, но также дороже, что делает DRAM более распространенной памятью в компьютерных системах.

Каковы общие типы DRAM?

• Synchronous DRAM (SDRAM) «синхронизирует» скорость памяти с тактовой частотой процессора, так что контроллер памяти знает точный тактовый цикл, когда запрошенные данные будут готовы. Это позволяет ЦП выполнять больше инструкций за один раз. Типичная SDRAM передает данные со скоростью до 133 МГц.

• Rambus DRAM (RDRAM) назван в честь компании-производителя Rambus. Он был популярен в начале 2000-х и в основном использовался для видеоигр и видеокарт со скоростью передачи данных до 1 ГГц.

• SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR SDRAM) — это тип синхронной памяти, которая почти вдвое увеличивает пропускную способность SDRAM с одинарной скоростью передачи данных (SDR), работающей на той же тактовой частоте, за счет использования метода, называемого «двойной накачкой», который позволяет передавать данных как по нарастающим, так и по спадающим фронтам тактового сигнала без какого-либо увеличения тактовой частоты.

• DDR1 SDRAM На смену пришли DDR2, DDR3 и совсем недавно DDR4 SDRAM. Хотя модули работают по одним и тем же принципам, они не имеют обратной совместимости. Каждое поколение обеспечивает более высокую скорость передачи и более высокую производительность. Например, новейшие модули DDR4 обладают высокой скоростью передачи данных — 2133/2400/2666 и даже 3200 МТ / с.

Рисунок 1. Типы памяти компьютера.

Какие типы пакетов DRAM?

• Single In-Line Memory Module (SIMM)
  SIMM-модули широко использовались с конца 1980-х по 1990-е годы и в настоящее время являются устаревшими. Обычно они имели 32-битную шину данных и были доступны в двух физических типах — 30- и 72-контактном.

• Dual In-Line Memory Module (DIMM)
  Текущие модули памяти поставляются в виде модулей DIMM. «Двойной ряд» относится к контактам на обеих сторонах модулей. Изначально модуль DIMM имел 168-контактный разъем, поддерживающий 64-разрядную шину данных, что вдвое превышает ширину данных модулей SIMM.Более широкая шина означает, что через модуль DIMM может проходить больше данных, что повышает общую производительность. Последние модули DIMM на базе SDRAM четвертого поколения с двойной скоростью передачи данных (DDR4) имеют 288-контактные разъемы для увеличения пропускной способности.

Какие бывают типы модулей DIMM?

Существует несколько архитектур DIMM. Различные платформы могут поддерживать разные типы памяти, поэтому лучше проверить, какие модули поддерживаются на материнской плате. Вот наиболее распространенные стандартные модули DIMM, типичная длина которых составляет 133.35 мм и высотой 30 мм.

Тип DIMM	Описание
Модули DIMM без буферизации (модули UDIMM)	Используется в основном на настольных и портативных компьютерах. Они работают быстрее и дешевле, но не так стабильны, как зарегистрированная память. Команды поступают напрямую от контроллера памяти, находящегося в ЦП, к модулю памяти.
Модули DIMM с полной буферизацией (модули FB-DIMM)	Обычно используемые в качестве основной памяти в системах, требующих большой емкости, таких как серверы и рабочие станции, модули FB-DIMM используют микросхемы расширенного буфера памяти (AMB) для повышения надежности, поддержания целостности сигнала и улучшения методов обнаружения ошибок для уменьшения числа программных ошибок. Шина AMB разделена на 14-битную шину чтения и 10-битную шину записи. Благодаря выделенной шине чтения / записи чтение и запись могут происходить одновременно, что приводит к повышению производительности.Меньшее количество выводов (69 выводов на последовательный канал по сравнению с 240 выводами на параллельных каналах) приводит к меньшей сложности маршрутизации и позволяет создавать платы меньшего размера для компактных систем с малым форм-фактором.
Зарегистрированных модулей DIMM (RDIMM)	Также известная как «буферная» память, часто используется в серверах и других приложениях, требующих стабильности и надежности. Модули RDIMM имеют встроенные регистры памяти (отсюда и название «зарегистрированные»), размещенные между памятью и контроллером памяти.Контроллер памяти буферизует команды, адресацию и цикл часов, направляя инструкции в выделенные регистры памяти вместо прямого доступа к DRAM. В результате инструкции могут занимать примерно на один цикл ЦП больше, но буферизация снижает нагрузку на контроллер памяти ЦП.
Модули DIMM со сниженной нагрузкой (LR-DIMM)	Используйте технологию изолированного буфера памяти (iMB), которая снижает нагрузку на контроллер памяти за счет буферизации как данных, так и адресных линий.В отличие от регистра на RDIMM, который буферизует только команды, адресацию и циклическую синхронизацию, микросхема iMB также буферизует сигналы данных. Микросхема iMB изолирует всю электрическую нагрузку, включая сигналы данных микросхем DRAM на DIMM, от контроллера памяти, поэтому контроллер памяти видит только iMB, а не микросхемы DRAM. Затем буфер памяти обрабатывает все операции чтения и записи в микросхемы DRAM, увеличивая как емкость, так и скорость. (Источник: буфер памяти изоляции)

Таблица 1.Распространенные типы модулей DIMM.

Существуют ли модули DIMM малого форм-фактора, помимо модулей DIMM стандартного размера, для систем с ограниченным пространством?

Модули DIMM малого размера (SO-DIMM) представляют собой меньшую альтернативу модулям DIMM. Стандартный модуль DIMM DDR4 имеет длину около 133,35 мм, а модули SO-DIMM примерно вдвое меньше обычных модулей DIMM и имеют длину 69,6 мм, что делает их идеальными для сверхпортативных устройств. Оба обычно имеют высоту 30 мм, но могут быть доступны в формате очень низкого профиля (VLP) высотой 20,3 мм или сверхнизкого профиля (ULP) при высоте 17 мм.От 8 до 18,2 мм. Другой тип модулей DIMM малого форм-фактора — это Mini-RDIMM, длина которого составляет всего 82 мм по сравнению со 133 мм обычных модулей RDIMM.

Продукты ATP DRAM

ATP предлагает промышленные модули памяти различной архитектуры, емкости и форм-факторов. Модули ATP DRAM обычно используются в промышленных ПК и встроенных системах. Устойчивые к вибрации, ударам, пыли и другим неблагоприятным условиям, модули ATP DRAM хорошо работают даже при самых требовательных рабочих нагрузках и приложениях, а также в различных операционных средах.

Стремясь обеспечить долговечность продукта, ATP также продолжает предлагать унаследованные модули DRAM в некоторых форм-факторах в соответствии с лицензионным соглашением с Micron Technology, Inc. Для получения информации о устаревших продуктах SDRAM ATP посетите Legacy SDRAM.

Для обеспечения высокой надежности ATP проводит тщательные испытания и валидацию от уровня IC до уровней модулей и продуктов с использованием оборудования для автоматических испытаний (ATE) для различных электрических параметров, таких как предельное напряжение, частота сигнала, тактовая частота, синхронизация команд и синхронизация данных в непрерывном тепловом режиме. циклы.Тест во время выгорания (TDBI) использует специальную миниатюрную тепловую камеру, где модули подвергаются низкому и повышенному тепловым испытаниям для выявления дефектных компонентов и минимизации детской смертности IC, что обеспечивает более высокое качество производства и снижает количество фактических отказов на месте.

В таблице ниже показаны продукты DDR4 DRAM от ATP.

Тип DIMM	Размер (Д x В мм) / Изображение
DDR4 RDIMM ECC	Стандартный: 133.35 х 31,25 Очень низкий профиль (VLP): 133,35 x 18,75
DDR4 UDIMM ECC	133,35 x 31,25
DDR4 SO-DIMM ECC	69,6 х 30
DDR4 Mini-DIMM Без буферизации ECC	Очень низкий профиль (VLP): 80 x 18.75

Таблица 2. Продукты ATP DDR4 DRAM. (Также доступны версии без ECC.)

В таблице ниже показано сравнение размеров различных типов модулей DRAM.

Тип DIMM	Размер (Д x В мм)
DDR4	Стандартный	133.35 х 31,25
	VLP (очень низкий профиль)	133,35 х 18,75
DDR3	Стандартный	133,35 х 30
	VLP	от 133,35 x 18,28 до 18,79
	ULP (сверхнизкий профиль)	133.От 35 x 17,78 до 18,28
DDR2	Стандартный	133,35 х 30
	VLP	от 133,35 x 18,28 до 18,79
ГДР	Стандартный	133,35 х 30
	VLP	133.От 35 x 18,28 до 18,79
SDRAM	Стандартный	от 133,35 x 25,4 до 43,18

Таблица 3. Сравнение размеров DDR4 / DDR3 / DDR2 / DDR.

оптимизированных для памяти табличных переменных в SQL Server

В этой статье будут рассмотрены детали использования и преимущества в производительности табличных переменных, оптимизированных для памяти.

Табличная переменная — это своего рода переменная, которая используется для временного хранения данных. Дисковые табличные переменные создаются в базе данных TempDB SQL Server, и их жизненный цикл начинается и заканчивается в этой базе данных. В контексте, Проблемы с производительностью базы данных в TempDB напрямую влияют на производительность дисковых табличных переменных.

В версии SQL Server 2014 были представлены таблицы, оптимизированные для памяти, и они положительно влияют на производительность благодаря преимуществам с низкой задержкой и высокой пропускной способностью.Для таблиц, оптимизированных для памяти, доступны два варианта устойчивости.

SCHEMA_AND_DATA опция позволяет нам сохранять схему и данные одновременно, поэтому мы не несем риска потери данных.

SCHEMA_ONLY опция сохраняет только схему таблицы. По этой причине мы теряем данные при перезапуске сервера. В частности, кратковременные таблицы, оптимизированные для памяти, не производят операций ввода-вывода с дисками, потому что они используют ресурсы памяти исключительно для хранения данных.С другой стороны, данные не сохраняются на диске, это означает, что при перезапуске механизма SQL Server мы потеряем данные, но схема таблицы будет создана заново. Табличная переменная, оптимизированная для памяти, обеспечивает повышенную производительность с минимальной задержкой за счет использования инфраструктуры, оптимизированной для памяти. Кроме того, если мы решим их использовать, нам не потребуется никаких изменений кода приложения.

Что такое таблица, оптимизированная для памяти?

Тип таблицы, оптимизированный для памяти, используется для указания предопределенного определения таблицы.Следующий запрос создаст тип таблицы, оптимизированный для памяти.

CREATE TYPE CustomerType AS TABLE (CustomerID INT NOT NULL, CustomerName NVARCHAR (100) NOT NULL, CustomerCreateDate DATETIME NOT NULL, INDEX IDX HASH (CustomerID) WITH ) С (MEMORY_OPTIMIZED = ON )

В этом синтаксисе некоторые ключевые слова могут привлечь наше внимание к их различиям;

MEMORY_OPTIMIZED = Синтаксис ON указывает, что этот тип таблицы будет оптимизирован для памяти. состав.Таблицам, оптимизированным для памяти, нужен хотя бы один индекс для соединения строк. Этот индекс может быть хеш-индексом или некластеризованный индекс. Индивидуально для этого типа таблицы мы выбрали тип хэш-индекса, поэтому мы должны установить номер корзины. Это число указывает номер сегмента хеш-индекса.

Совет: Для таблиц, оптимизированных для памяти, мы можем использовать два типа индексов . Hash Index предложений повышенная производительность для поиска ценностей равенства. Некластеризованный индекс будет хорошим вариантом для поиска условия диапазона значений.

Когда мы создаем таблицу любого типа, оптимизированного для памяти, она будет отображаться в папке Types в SQL. Студия управления сервером.

Когда мы щелкаем правой кнопкой мыши CustomerType и выбираем меню «Свойства», мы можем узнать подробности тип таблицы с оптимизацией памяти. На этом экране опция Memory Optimized показывает тип тип стола.

Табличная переменная, оптимизированная для памяти

Табличные переменные, оптимизированные для памяти, не потребляют ресурсы TempDB, поэтому на них не влияют никакие конфликты и проблемы с задержкой базы данных TempDB.В то же время они обеспечивают выдающуюся производительность по сравнению с дисковыми переменные таблицы для доступа к данным. Мы применим следующие шаги для создания табличной переменной, оптимизированной для памяти.

• Введите оператор DECLARE для инициализации переменной
• Присвойте переменной имя, которое должно начинаться со знака @.
• Назначьте его типу таблицы, оптимизированной для памяти, после ключевого слова AS
• CRUD-операции могут выполняться

DECLARE @TestTableVar AS CustomerType INSERT INTO @TestTableVar VALUES (1, ‘Henry Lawrence’, ‘20200305’) SELECT * FROM @TestTableVar

Теперь мы докажем концепцию нулевого ввода-вывода для этих типов табличных переменных.После включения опции STATISTICS IO запрос редактор отображает статистические значения активности диска, сгенерированные запросом. Мы включим эту опцию для предыдущий запрос и выполнит его.

SET STATISTICS IO ON GO DECLARE @TestTableVar AS CustomerType INSERT INTO @TestTableVar VALUES (1, ‘Henry Lawrence’, ‘20200305’) SELECT * FROM SELECT * FR 9Test

Результат неудивителен, мы не наблюдали никаких операций ввода-вывода, потому что он использует алгоритм, оптимизированный для памяти.

Табличные переменные, оптимизированные для памяти, позволяют нам создавать следующие ограничения, и мы можем их определить. ограничения с объявлением типа таблицы.

CREATE TYPE MemoryTypeCons AS TABLE (ID INT PRIMARY KEY NONCLUSTERED, Col1 VARCHAR (40) UNIQUE, Col2 VARCHAR (40) NOT NULL, Col3 int ) (WITH Col3 int CHECK) (MEMORY_OPTIMIZED = ON ) GO DECLARE @ConsTable AS MemoryTypeCons INSERT INTO @ConsTable VALUES (1, ‘Value1’, 12, 20) 9000Table FROM

Табличные переменные, оптимизированные для памяти, не позволяют создавать кластеризованный индекс, по этой причине мы должны определить ограничение первичного ключа как некластеризованное.

• Совет: Индексы Columnstore используются для хранения больших данных в столбцовом формате, в отличие от строкового. технология хранения. Табличные переменные, оптимизированные для памяти, не позволяют создавать для нее индексы этого типа. Когда мы пытаемся чтобы создать индекс columnstore, мы получим следующую ошибку

CREATE TYPE MemoryTypeColumnStore AS TABLE (ID INT PRIMARY KEY NONCLUSTERED, Col1 VARCHAR (40) UNIQUE, Col2 VARCHAR (40) NOT NULL, Col3 int> CHEC IX01_ColumnStore КЛАСТЕРНЫЙ КОЛОННЫЙ МАГАЗИН ) С (MEMORY_OPTIMIZED = ON )

• Оператор завершился неудачно, поскольку индексы columnstore не разрешены для типов таблиц и табличных переменных.Удалите спецификацию индекса хранилища столбцов из объявления типа таблицы или табличной переменной.

Сравнительный анализ производительности: табличная переменная, оптимизированная для памяти, и табличная переменная на диске

С самого начала этой статьи мы сосредоточили внимание на преимуществах производительности табличных переменных, оптимизированных для памяти. В этом разделе мы проведем тест производительности и сравним результаты оптимизированного для памяти и переменные таблицы на диске.Для выполнения этого теста мы будем использовать SQLQueryStress, потому что это очень просто и удобно для измерения производительности. результат запросов. Заодно в тестовом запросе выполним следующий сценарий.

• 1001 строка будет вставлена ​​в переменные таблицы
• 100 строк будут удалены из переменных таблицы
• 200 строк табличной переменной будут обновлены
• Остальные строки переменных таблицы будут извлечены переменными таблицы.

Сначала мы создадим таблицу оптимизированного для памяти типа.

СОЗДАТЬ ТИП TestMemTyp КАК ТАБЛИЦА (Id INT PRIMARY KEY NONCLUSTERED, ODate DATETIME, St TINYINT, SNumber NVARCHAR (25), WITH MEMORY_OPTIMIZED = ON );

С помощью следующего запроса мы создадим тип таблицы на основе диска.

СОЗДАТЬ ТИП TestDiskTyp КАК ТАБЛИЦА (Id INT PRIMARY KEY NONCLUSTERED, ODate DATETIME, St TINYINT, SNumber NVARCHAR (25), 9000ARCHAR (25), 9000AR)

Прежде чем мы начнем наш тест производительности, мы будем использовать Performance Monitor, , также известный как Perfmon для сбора статистики производительности запросов.Сначала запустим Perfmon, щелкните правой кнопкой мыши экран захвата производительности и выберите Удалить все счетчики.

На втором этапе мы нажмем кнопку ( + ), чтобы добавить новые счетчики и добавить Temp. Скорость создания таблиц в меню SQL Server: Общая статистика . Этот счетчик показывает, сколько временных таблиц или табличных переменных создается в секунду.

Наш второй счетчик будет Total Latch Wait Time (ms) в SQL Server: General Statistics и в нем. указывает общее время ожидания фиксации за последнюю секунду.

Наш последний счетчик будет пакетных запросов / сек. в SQL Server: Статистика SQL. Этот счетчик представляет, сколько операторов SQL получило механизм SQL. Этот счетчик не указывает на проблему, но мы будем использовать этот счетчик для отслеживания активности сервера во время выполнения запросов.

Теперь мы начнем тест производительности для табличной переменной, оптимизированной для памяти, с помощью SQLQueryStress. в В поле Number of Iterations мы можем определить, сколько раз запрос будет выполняться, и мы установим это число как 40. Количество потоков определяет, сколько одновременных виртуальных сеансов будет выполнять этот запрос, и мы установим это число как 20.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 140002 14

ЗАЯВИТЬ @TestMemOptVar AS TestMemTyp; INSERT INTO @TestMemOptVar SELECT SalesOrderId, OrderDate, STATUS, SalesOrderNumber, AccountNumber FROM Sales.SalesOrderHeader S WHERE DueDate <= '2011-10-26 00: 00: 00.000'; УДАЛИТЬ ИЗ @TestMemOptVar ГДЕ Id <= 43758; ОБНОВЛЕНИЕ @TestMemOptVar SET St = 0 WHERE Id <= 43958; ВЫБРАТЬ * ИЗ @TestMemOptVar;

Мы нажмем кнопку Database , чтобы определить подключение к базе данных и настройки учетных данных.

В качестве последнего шага мы нажмем кнопку GO и начнем выполнение запроса 40 раз 20 виртуальных пользователей.

Запрос занял 8,643 секунд. Теперь выполним тот же запрос для дискового табличная переменная.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 140002 18

ЗАЯВИТЬ @TestDiskOptVar AS TestDiskTyp; INSERT INTO @TestDiskOptVar SELECT SalesOrderId, OrderDate, STATUS, SalesOrderNumber, AccountNumber FROM Sales.SalesOrderHeader S ГДЕ DueDate <= '2011-10-26 00: 00: 00.000'; УДАЛИТЬ ИЗ @TestDiskOptVar ГДЕ Id <= 43758; ОБНОВЛЕНИЕ @TestDiskOptVar SET St = 0 WHERE Id <= 43958; ВЫБРАТЬ * ОТ @TestDiskOptVar;

Запрос с использованием табличной переменной на диске занял 13.053 секунд до завершения. Также вы можете увидеть Результат монитора производительности показан на иллюстрации ниже.

Этот линейный рисунок показывает, что SQL Server может обрабатывать больше запросов для табличной переменной, оптимизированной для памяти, в короче, чем у табличных переменных на диске. В то же время никаких проблем с защелкой не возникло. Этот Тест производительности ясно показал нам, что табличная переменная, оптимизированная для памяти, работает лучше, чем дисковые.

Заключение

В этой статье мы обсудили детали использования табличных переменных, оптимизированных для памяти, и преимущества производительности. Этот тип переменной хранит данные в памяти, поэтому они не производят дискового ввода-вывода, поэтому на них не влияют никакие конфликт или задержка, которые могут возникнуть в базе данных TempDB. Эта рабочая логика — самое большое преимущество перед переменные таблицы на диске.

Эсат Эркеч — специалист по SQL Server, который начал свою карьеру более 8 лет назад в качестве разработчика программного обеспечения.Он является сертифицированным экспертом по решениям Microsoft SQL Server.

Большую часть своей карьеры он посвятил администрированию и разработке баз данных SQL Server. В настоящее время он интересуется администрированием баз данных и бизнес-аналитикой. Вы можете найти его в LinkedIn.

Посмотреть все сообщения от Esat Erkec

Последние сообщения от Esat Erkec (посмотреть все) Серия

OLTP в памяти — создание и типы таблиц

Следуя первой статье серии In-Memory OLTP Series, в которой объяснялись основные принципы, создание базы данных и краткий обзор файлов контрольных точек, теперь мы рассмотрим создание таблиц и типы данных, разрешенные в In-Memory OLTP. функция в SQL Server 2014.

Создание таблицы

Перед началом создания таблиц In-Memory чрезвычайно важно понять некоторые ключевые моменты, которые повлияют на то, как вы управляете этими таблицами в вашей среде. Помните, что таблицы, оптимизированные для памяти, полностью находятся в памяти, и существует ограничение в 256 ГБ RAM .

Строки в таблицах, оптимизированных для памяти, имеют версии, что означает, что каждая строка может иметь несколько версий, которые поддерживаются в одной и той же структуре таблицы. Эта новая возможность называется «управление многоверсионным параллелизмом ( MVCC )».

Рисунок 1. Многоверсионный контроль параллелизма ( MVCC ).

Таблица r1 имеет 3 версии, r2 — 2 версии, а r3 — 5 версий. Эти версии делают структуру таблиц в памяти отличной от таблиц на диске, которым не разрешено хранить версию строки в той же структуре страниц данных и экстентов.

Дисковые Vs. Структура таблицы в памяти

Фигура 2.Дисковая структура таблицы.

Заголовок страницы

Заголовок страницы занимает 96 БАЙТОВ , и эта часть отвечает за хранение заголовка страницы данных.

Строки данных

Строки данных занимают 8,060 байтов , и эта область отвечает за хранение строк данных. Количество строк, которые будут храниться в этом месте, зависит от различных типов данных, которые у вас есть в этой таблице, столбцы с фиксированными или нефиксированными значениями будут определять пространство, занимаемое в части страницы данных.

Массив смещения строк

Строки, которые добавляются внутри страницы, имеют двухбайтовую запись в этом массиве. Массив смещения строк имеет функцию указания логического порядка строк на странице, что не означает, что строки упорядочены в соответствии с физическим порядком, хранящимся на диске.

Рисунок 3. Структура таблицы в памяти.

Бегин-Ц

Вставить метку времени строки при выполнении операции COMMIT .

Конец-Ц

Удалить отметку времени строки при выполнении операции COMMIT .

SmtId

Уникальный номер транзакции, используемый для идентификации созданной строки.

IdxLinkCount

Счетчик, используемый для определения количества индексов, указывающих на эту строку.

Сравнение стилей хранения таблиц на диске и в памяти

В модели таблиц на основе дисков страницы данных запрашиваются с диска, загружаются в память и доступны по запросу.Доступ к диску — одна из самых дорогостоящих операций, которые SQLOS (уровень методов доступа) должен обрабатывать, потому что доступ к диску в большинстве случаев является случайным, а также зависит от некоторых обстоятельств для выполнения быстрого чтения. Статистика, объем данных, фрагментация и скорость диска напрямую влияют на то, как SQL Server будет реагировать и загружать страницы данных в область буферного пула.

Рисунок 4. Случайный и последовательный доступ к диску.

В модели таблицы в памяти меняется образ мышления, и мы начинаем предполагать, что данные уже загружены в память и все операции COMMITs записываются на диск последовательно в порядке выполнения транзакции, это становится возможным из-за файлы данных и дельта-файлы, которые управляют этой ситуацией.Операция INSERT сохраняет транзакцию в файле данных, когда операция DELETE сохраняет транзакцию в дельта-файлах, в этом режиме весь доступ к диску становится последовательным, благодаря чему диск больше не борется с произвольным доступом. Операция записи журнала также была улучшена. Таблицы в памяти сохраняют только временную фазу COMMIT в записи журнала, и эта операция, когда это возможно, пытается сгруппировать несколько записей журнала в один большой ввод-вывод, обеспечивая более быструю вставку журнала, потому что WAL (ведение журнала с упреждающей записью) не дольше необходимо.

Типы таблиц в памяти

Создание таблиц, оптимизированных для памяти, во многом похоже на создание таблиц на диске в базе данных. Есть некоторые различия в индексах, типах данных и параметрах ограничений, которые могут поддерживать таблицы, оптимизированные для памяти. Чтобы создать таблицу, оптимизированную для памяти, необходимо добавить на этапе создания таблицы предложение MEMORY_OPTIMIZED = ON и выбрать режим устойчивости, который вам нужен для таблицы, оптимизированной для памяти. Есть 2 варианта создания таблицы.

• SCHEMA_ONLY — Указывает, что схема будет надежной, а данные — нет. Эти таблицы не требуют операций ввода-вывода в дисковой подсистеме, и данные доступны только в памяти, при перезапуске SQL Server или завершении работы сервера данные теряются.

  1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 140002 14

  ИСПОЛЬЗОВАТЬ inmem_SQLShack go СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ [dbo].[inmem_ProductSales] ( [ID] [INT] NOT NULL PRIMARY KEY NONCLUSTERED HASH WITH (BUCKET_COUNT = 5048), [Name] VARCHAR (50) NOT NULL, [Type] CHAR (2) NOT NULL) , [количество] INT NOT NULL, [Status] CHAR (2), [UnitPrice] MONEY, [OrderDate] DATETIME ) WITH (MEMORY_OPTIMIZED = ON, DURABILITY = ONLY _ONLY _ONLY _0002) GO

• SCHEMA_AND_DATA — В отличие от предыдущей модели, при использовании этого типа схема и таблица будут сохраняться на диске и гарантировать, что таблица останется доступной при перезапуске SQL Server или завершении работы сервера.

  ИСПОЛЬЗОВАТЬ inmem_SQLShack go СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ [dbo]. [Inmem_InternetSales] ( [ID] [INT] NOT NULL PRIMARY KEY NONCLUSTERED 50KEY NONCLUSTERED Order NONCLUSTERED NONCLUSTERED 500002 (заказ 9DUCTERED 500002) ] DATETIME, [UnitPrice] MONEY, [Discount] MONEY, [UnitPrice] MONEY, [OrderNumber] INT ) WITH (MEMORY_OPTIMIZED = ON, DURABILITY = SCHEMA 90DATA)

Индексы и ограничения

• Все таблицы, оптимизированные для памяти, должны иметь хотя бы один индекс для соединения строк, потому что строки данных не хранятся на страницах, поэтому нет страниц или экстентов, разделов или единиц распределения для ссылки на таблицу.
• Вместе с таблицами, оптимизированными для памяти, теперь есть 2 новых типа индексов, о которых мы поговорим более подробно в следующих статьях — хэш-индекс и индекс диапазона.

Заключение

В моделях есть некоторые различия, но на этом этапе мы видим, что использование таблиц, оптимизированных для памяти, — это еще один способ улучшить и увеличить скорость. Найти лучшие таблицы для перемещения — одна из самых сложных задач, с которыми вы столкнетесь, равно как и выбор лучших индексов в определенном столбце.

В следующей статье этой серии я объясню, как перенести дисковые таблицы в таблицы, оптимизированные для памяти, используя лучшие практики, и как найти лучших кандидатов для этого процесса.

Луан Морено — увлеченный бразильский блоггер и спикер. SQL Server MCT, MCSE Data Platform, BI и MVP, проживающие в Бразилии. В настоящее время он работает консультантом по базам данных в Pythian, компании, расположенной в Оттаве, Канада.

Луан Морено приписывает свою способность решать проблемы критическому мышлению, прежде чем действовать.Он ценит работу в команде, потому что он и его клиенты могут извлечь выгоду из различных точек зрения и сотрудничества, особенно когда они сталкиваются с трудными проблемами.

Когда Луан Морено впервые заинтересовался технологиями, у него не было наставника, поэтому он взял на себя обязательство обучать других в сообществе и делиться своими знаниями посредством ведения блога и выступлений.

Просмотреть все сообщения Луана Морено

Последние сообщения автор: Луан Морено М. Масиэль (посмотреть все)

Руководство для начинающих по оптимизированным таблицам в памяти в SQL Server

Иногда, когда я пытаюсь узнать о концепции, мой мозг блокирует все, что связано с ней.Когда я говорю обо всем, что использует концепцию In-Memory , то иногда это происходит со мной. Важно отметить, что In-Memory — это маркетинговый термин, обозначающий ряд функций SQL Server, которые имеют общее поведение, но не связаны между собой. В этой статье я собираюсь объяснить некоторые концепции In-Memory, связанные с SQL Server, начиная с погружения в таблицы, оптимизированные для памяти или OLTP в памяти. Я уже писал о Columnstore, который имеет совершенно разные варианты использования по сравнению с In-Memory OLTP, и вы можете найти их здесь.Columnstore — прекрасный пример концепции In-Memory, на осознание которой мне потребовалось некоторое время.

Что такое таблицы, оптимизированные для памяти?

Оптимизированная для памяти таблица, начиная с SQL Server 2014, представляет собой просто таблицу, имеющую две копии, одну в активной памяти и одну долговременную на диске, независимо от того, включает ли она данные или только схему, что я объясню позже. Поскольку память очищается при перезапуске служб SQL, SQL Server сохраняет физическую копию таблицы, которую можно восстановить.Несмотря на то, что есть две копии таблицы, копия в памяти полностью прозрачна и скрыта для вас.

Каковы дополнительные преимущества использования этих таблиц в памяти?

Я всегда спрашиваю об этом, когда смотрю на параметры или функции SQL Server. Для таблиц в памяти это способ, которым SQL Server обрабатывает защелки и блокировки. Согласно Microsoft, движок использует для этого оптимистичный подход, то есть он не устанавливает блокировки или защелки на любую версию обновленных строк данных, что сильно отличается от обычных таблиц.Именно этот механизм снижает конкуренцию и позволяет транзакциям обрабатываться экспоненциально быстрее. Вместо блокировок In-Memory использует версии строк, сохраняя исходную строку до тех пор, пока транзакция не будет зафиксирована. Как и изоляция зафиксированных снимков при чтении (RCSI), это позволяет другим транзакциям читать исходную строку при обновлении новой версии строки. Структурированная версия в памяти — это безстраничная версия , оптимизированная для скорости внутри активной памяти, что оказывает значительное влияние на производительность в зависимости от рабочих нагрузок.

SQL Server также изменяет ведение журнала для этих таблиц. Вместо полного протоколирования эта двойственность версий таблицы на диске и в памяти (строковые версии) позволяет регистрировать меньше. SQL Server может использовать версии до и после, чтобы получить информацию, которую он обычно получает из файла журнала. В SQL Server 2019 та же концепция применяется к новому подходу ускоренного восстановления данных (ADR) к ведению журнала и восстановлению.

Наконец, еще одним дополнительным преимуществом является опция DURABILITY , показанная в примере в разделе о создании таблиц.Использование SCHEMA_ONLY может быть отличным способом обойти использование таблиц #TEMP и добавить более эффективный способ обработки временных данных, особенно с большими таблицами. Вы можете прочитать об этом здесь.

На что обратить внимание

Теперь все это звучит великолепно, поэтому можно подумать, что каждый добавит это во все свои таблицы, однако, как и все параметры SQL Server, это не предназначено для всех сред. Перед реализацией таблиц в памяти необходимо учесть некоторые моменты.Прежде всего, примите во внимание объем памяти и конфигурацию этой памяти, прежде чем рассматривать это. Вы ДОЛЖНЫ правильно настроить это в SQL Server, а также отрегулировать увеличенное использование памяти, что может означать добавление дополнительной памяти к вашему серверу перед запуском. Во-вторых, знайте, что, как и индексы Columnstore, эти таблицы применимы не для всего. Эти таблицы оптимизированы для больших объемов ЗАПИСИ, а не для хранилища данных, которое в основном предназначено, например, для чтения. Наконец, чтобы ознакомиться с полным списком неподдерживаемых функций и синтаксиса, обязательно ознакомьтесь с документацией, приведенной ниже, это лишь некоторые из них.

Не следует забывать о функциях, которые не поддерживаются в таблицах памяти.

• Репликация
• Зеркальное отображение
• Связанные серверы
• Массовые лесозаготовки
• Триггеры DDL
• Минимальная лесозаготовка
• Система отслеживания измененных данных
• Сжатие данных

T-SQL не поддерживается

• Внешние ключи (могут ссылаться только на другие PK таблицы, оптимизированные для памяти)
• ИЗМЕНИТЬ ТАБЛИЦУ
• СОЗДАТЬ ИНДЕКС
• ОБРЕЗАННАЯ ТАБЛИЦА
• КОНТРОЛЬНАЯ ТАБЛИЦА DBCC
• DBCC CHECKDB

Создание таблицы, оптимизированной для памяти

Ключом к созданию таблицы «в памяти» является использование ключевого слова «MEMORY-OPTIMIZED» в операторе create при первом создании таблицы.Обратите внимание, что нет возможности ИЗМЕНИТЬ таблицу, чтобы сделать существующую таблицу оптимизированной для памяти; вам нужно будет воссоздать таблицу и загрузить данные, чтобы воспользоваться этой опцией в существующей таблице. Есть еще пара настроек, которые вам нужно настроить, чтобы это работало, как вы можете видеть ниже.

Первый шаг — убедиться, что ваш уровень совместимости> = 130. Запустите этот запрос, чтобы узнать текущий уровень совместимости:

ВЫБРАТЬ d.уровень совместимости ИЗ sys.databases как d ГДЕ d.name = Db_Name ();

Если база данных находится на более низком уровне, вам нужно будет изменить ее.

ALTER DATABASE AdventureWorks2016CTP3 SET COMPATIBILITY_LEVEL = 130;

Затем вы должны изменить свою базу данных, чтобы использовать OLTP в памяти, включив параметр MEMORY_OPTIMIZED_ELEVATE_TO_SNAPSHOT .

ALTER DATABASE AdventureWorks2016CTP3 SET MEMORY_OPTIMIZED_ELEVATE_TO_SNAPSHOT = ON;

Наконец, в вашу базу данных необходимо добавить группу файлов, оптимизированную для памяти.

ИЗМЕНИТЬ БАЗУ ДАННЫХ AdventureWorks2016CTP3 ДОБАВИТЬ ГРУППУ ФАЙЛОВ AdventureWorks2016CTP3_mod СОДЕРЖИТ MEMORY_OPTIMIZED_DATA;

Обратите внимание, что в базе данных может быть только одна группа файлов, оптимизированная для памяти, а в базе данных AdventureWorks2016CTP3 она уже есть, поэтому при выполнении этого оператора вы можете увидеть ошибку.

Приведенная ниже команда создает файл в новой файловой группе.

ИЗМЕНИТЬ БАЗУ ДАННЫХ AdventureWorks2016CTP3 ДОБАВИТЬ ФАЙЛ (name = ‘AdventureWorks2016CTP3_mod1’, filename = ‘c: \ data \ AdventureWorks2016CTP3) TO FILEGROUP Adventure310_orks2016

Теперь создайте таблицу

ИСПОЛЬЗОВАТЬ AdventureWorks2016CTP3 СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ dbo.InMemoryExample ( OrderID INTEGER NOT NULL IDENTITY PRIMARY KEY NONCLUSTERED, ItemNumber INTEGER NOT NULL, OrderDate DATETIME NOT NULL ) _DIMORY_SCRENT _DIMORY =

Свойства таблицы показывают Оптимизировано для памяти = ИСТИНА и Долговечность = SchemaAndData после создания таблицы, что упрощает проверку того, что делает таблица.

Вставка и выбор по таблице синтаксически такой же, как и в любой другой обычной таблице, однако внутренне она сильно отличается. Помимо создания таблицы, ее структурированное поведение в этих действиях в основном одинаково, включая добавление или удаление столбца. Теперь одно предостережение для этих таблиц заключается в том, что вы не можете СОЗДАТЬ или УДАЛИТЬ индекс таким же образом. Для этого вы должны использовать ADD / DROP Index, и, поверьте мне, я пробовал. Индексирование этих таблиц рассматривается далее в статье.

Помните вариант DURABILITY , о котором я кратко упоминал ранее? Это важно. В приведенном выше примере установлено значение SCHEMA_AND_DATA , что означает, что при отключении базы данных и схема, и данные сохраняются на диске. Если вы выберете SCHEMA_ONLY , это означает, что будет сохранена только структура, а данные будут удалены. Это очень важно отметить, поскольку при неправильном использовании это может привести к потере данных.

Как видите, таблицы в памяти не так сложны, как мой мозг хотел их создать.Это относительно простая концепция, включающая только управление версиями строк и две копии таблицы. Как только вы разложите концепцию на части, ее действительно станет легче понять.

Какие таблицы я помещаю в память?

Определить, какие таблицы могут выиграть от сохранения в памяти, можно легко с помощью инструмента под названием Memory Optimization Advisor (MOA). Это инструмент, встроенный в SQL Server Management Studio (SSMS), который проинформирует вас о том, какие таблицы могут выиграть от использования возможностей OLTP в памяти, а какие могут иметь неподдерживаемые функции.После идентификации MOA поможет вам перенести эту таблицу и данные для оптимизации.

Чтобы увидеть, как это работает, я покажу вам, как использовать его на столе, который я использую для демонстраций в AdventureWorks2016CTP3. Так как это небольшая таблица и не требует тонны операций записи, это не лучший вариант использования, однако для простоты я использую ее для этой демонстрации.

Для начала щелкните правой кнопкой мыши таблицу Sales.OrderTracking и выберите Memory Optimization Advisor .

Это вызывает мастера.Нажмите Далее , чтобы продолжить.

Затем он проверит, можно ли перенести вашу таблицу. Он ищет такие вещи, как неподдерживаемые типы данных, разреженные столбцы, заполненные столбцы, внешние ключи, ограничения и репликация, и это лишь некоторые из них. Если какой-либо элемент не работает, вы должны внести изменения и / или удалить эти функции, чтобы переместить таблицу в таблицу, оптимизированную для памяти.

Далее будут рассмотрены некоторые предупреждения. Эти элементы, в отличие от элементов на экране проверки, не останавливают процесс миграции, но могут привести к сбою или ненормальному поведению этого параметра, так что имейте это в виду.Microsoft идет дальше и предоставляет ссылки на дополнительную информацию, чтобы вы могли принять обоснованное решение о том, следует ли продолжать миграцию.

Следующий экран ниже очень важен, поскольку он позволяет вам выбрать параметры для перехода к таблице, оптимизированной для памяти. На следующем снимке экрана я хочу отметить несколько моментов.

Во-первых, в КРАСНОМ поле вы найдете требование для имени группы файлов. Таблица, оптимизированная для памяти, при миграции должна иметь специальную группу файлов.Это требование позволяет вам переименовать исходную таблицу и сохранить ее на месте, избегая конфликтов имен. Вы также заметите на этом экране, что можете выбрать, что переименовать исходную таблицу.

Далее в поле ФИОЛЕТОВЫЙ вы увидите параметр, который нужно отметить, чтобы данные также были перемещены в новую таблицу. Если вы не отметите эту опцию, ваша таблица будет создана без строк, и вам придется вручную перемещать свои данные.

Далее в ЖЕЛТОМ поле находится опция создания таблицы, которая эквивалентна DURABILITY = SCHEMA_ONLY или SCHEMA_AND_DATA , о которых я упоминал ранее в статье.Если вы установите этот флажок, у вас не будет долговечности, и ваши данные исчезнут из-за таких вещей, как перезапуск служб SQL или перезагрузка (это может быть то, что вы хотите, если вы используете эту таблицу, как если бы это была TEMP ТАБЛИЦА и данные не нужны). Помните об этих параметрах, потому что по умолчанию они не отмечены. Если вы не уверены, какой вариант выбрать, не устанавливайте флажок. Это обеспечит надежность данных. Нажмите Далее .

Помните, что при этом создается копия вашей таблицы для миграции, поэтому новая оптимизированная таблица не может иметь то же имя первичного ключа.Этот следующий экран помогает переименовать этот ключ, а также настроить индекс и количество сегментов. Я объясню количество ведер более подробно ниже.

Обратите внимание на то, что на экране выше вы можете переименовать первичный ключ и создать новый индекс. Как вы знаете, первичный ключ — это индекс, поэтому вы должны его настроить. У вас есть два варианта для второго индекса. Вы можете использовать НЕКЛАСТЕРНЫЙ ИНДЕКС , который отлично подходит для таблиц с большим количеством запросов диапазона и требующих порядка сортировки, или вы можете использовать индекс НЕКЛАСТЕРНЫЙ ХЭШ , который лучше подходит для этих прямых поисков.Если вы выберете последнее, вам также потребуется указать значение для Bucket Count . Количество сегментов может существенно повлиять на производительность таблицы, и вам следует прочитать документацию о том, как правильно установить это значение. В приведенном выше случае я оставляю предварительно заполненное значение и выбираю Далее .

У этой таблицы есть существующие индексы, поэтому следующим шагом будет их настройка для преобразования. Если у вас нет существующих индексов, эта часть игнорируется.

Обратите внимание на два варианта миграции индекса слева. Это означает, что нужно перенести два индекса.

Следующий экран — это просто сводка всех параметров миграции, выбранных в настройке. Выбрав миграцию, вы перенесете свою таблицу и ее данные в таблицу, оптимизированную для оперативной памяти, поэтому действуйте осторожно. Возможно, сейчас самое время нажать кнопку Script и записать ее для дальнейшего использования. Имейте в виду, что у меня уже есть оптимизированная для памяти группа файлов для этой базы данных, поэтому она не создается для меня.Если он еще не существует, вы увидите его создание на экране «Сводка».

Как показано ниже, миграция прошла успешно. Новая таблица была создана, а старая таблица была переименована, а данные были скопированы.

Вот результаты.

Если я сейчас напишу скрипт для новой таблицы, то вы увидите, что в ней указано, что это таблица, оптимизированная для памяти и имеющая соответствующее количество сегментов. Также обратите внимание, что я НЕ установил флажок, который сделал бы мою таблицу SCHEMA_ONLY долговечной, и вы видите, что это отражено в DURABILTIY = SCHEMA_AND_DATA ниже.

Как видите, Советчик по оптимизации памяти упрощает идентификацию и перенос таблиц в таблицы, оптимизированные в памяти. Я настоятельно рекомендую протестировать этот процесс, прежде чем пытаться преобразовать какие-либо таблицы в ваших базах данных. Не все рабочие нагрузки являются подходящими кандидатами для использования этой функции, поэтому обязательно проявите должную осмотрительность перед внедрением. Когда вы будете готовы к внедрению, этот инструмент поможет вам значительно упростить этот процесс.

Теперь, когда я рассказал о таблицах в памяти и миграции в таблицы в памяти, следующим шагом будет рассмотрение индексов, их создания и работы с этими таблицами.Как вы можете себе представить, индексы, называемые индексами, оптимизированными для памяти, различаются для этих типов таблиц, поэтому посмотрите, насколько они отличаются от обычных таблиц.

Прежде чем углубиться в эту тему, ОЧЕНЬ важно отметить самые большие различия.

Во-первых, если вы используете SQL Server 2014, оптимизированные для памяти индексы ДОЛЖНЫ создаваться при создании или переносе таблицы. Вы не можете добавлять индексы в существующую таблицу без удаления и повторного создания таблицы. После 2016 года у вас появилась возможность, и это ограничение было снято.

Во-вторых, до 2017 года у вас могло быть только восемь индексов на таблицу, включая ваш первичный ключ. Помните, что каждая таблица должна иметь первичный ключ, чтобы принудительно использовать вторичную копию для минимальной устойчивости схемы. Это означает, что вы действительно можете добавить только семь дополнительных индексов, поэтому убедитесь, что понимаете свои рабочие нагрузки и соответствующим образом планируете индексацию. Согласно Microsoft, начиная с SQL Server 2017 (14.x) и в базе данных SQL Azure, больше нет ограничения на количество индексов, специфичных для оптимизированных для памяти таблиц и типов таблиц.

В-третьих, оптимизированные для памяти индексы существуют только в памяти, они не сохраняются на диске и не регистрируются в журналах транзакций. Следовательно, это означает, что они также воссоздаются при запуске базы данных и несут снижение производительности при восстановлении.

Далее, не существует такой вещи, как поиск ключей в таблице, находящейся в памяти, поскольку все индексы по своей природе являются покрывающими индексами. Индекс использует указатель на фактические строки для получения необходимых полей вместо использования первичного ключа, как это делают физические таблицы.Следовательно, они намного эффективнее возвращают правильные данные.

Наконец, для этих индексов также не существует такой вещи, как фрагментация, поскольку они не считываются с диска. В отличие от дисковых индексов, они не имеют фиксированной длины страницы. В дисковых индексах используются физические структуры страниц в B-дереве, определяя, какая часть страницы должна быть заполнена, — это то, что делает фактор заполнения. Поскольку это не является обязательным требованием, фрагментации не существует.

Хорошо, теперь, когда вы прошли через все это, посмотрите на типы индексов, которые вы можете создавать, и получите представление о том, что они из себя представляют и как они создаются.

Некластеризованные индексы HASH

Этот индекс используется для доступа к версии таблицы в оперативной памяти, называемой хешем. Они отлично подходят для предикатов, которые представляют собой одноэлементный поиск, а не диапазоны значений. Они оптимизированы для поиска значений равенства. Например, WHERE Name = «Джо». При определении того, что включать в индексы, следует иметь в виду следующее: если в вашем запросе есть два или более полей в качестве предиката, а ваш индекс состоит только из одного из этих полей, вы получите сканирование.Он не будет искать то одно поле, которое было включено. Понимание ваших рабочих нагрузок и индексация соответствующих полей (или их комбинации) очень важны. Учитывая, что этот выполняемый в памяти OLTP в основном ориентирован на тяжелые рабочие нагрузки вставки / обновления и в меньшей степени на чтение, это не должно вызывать беспокойства.

Эти типы индексов сильно оптимизированы и не работают очень хорошо, если в индексе много повторяющихся значений. Чем более уникальны ваши значения, тем выше будет прирост производительности индекса.Всегда важно знать свои данные.

Когда дело доходит до этих индексов, знание потребления памяти играет роль. Тип хэш-индекса имеет фиксированную длину и потребляет фиксированный объем памяти, определенный при создании. Объем памяти определяется значением Bucket Count. Чрезвычайно важно убедиться, что это значение является как можно более точным. Правильный выбор этого числа может улучшить или ухудшить вашу производительность. Слишком низкое число, по мнению Microsoft, «может существенно повлиять на производительность рабочей нагрузки и время восстановления базы данных.Между тем, вы можете узнать больше о хэш-индексах на docs.microsoft.

Использование T-SQL (оба метода дают одинаковый результат)

Пример первый (обратите внимание, что индекс идет после полей таблицы)

СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ [Продажи] ([ProductKey] INT NOT NULL, [OrderDateKey] [int] NOT NULL, INDEX IDX_ProductKey HASH ([ProductKey]) WITH (BUCKET_COUNT = 100)) WITH (MIMIZEMEDORY_OP = ВКЛ, ДОЛГОВЕЧНОСТЬ = ТОЛЬКО СХЕМА)

Пример второй (обратите внимание, что индекс идет после поля)

СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ [Продажи] ([ProductKey] INT NOT NULL INDEX IDX_ProductKey HASH WITH (BUCKET_COUNT = 100), [OrderDateKey] [int] NOT NULL) WITH (MEMORY_OPTIMURITY ONLY, MEMORY_OPTIMURITY ON )

Некластеризованные индексы

Некластеризованные индексы также используются для доступа к версии таблицы в памяти, однако они оптимизированы для значений диапазона, таких как «меньше или равно», предикатов неравенства и порядка сортировки.Примеры: WHERE DATE между «201

» и «201

» и WHERE DATE

<> «201

». Эти индексы не требуют подсчета сегментов или фиксированного объема памяти. Объем памяти, потребляемой этими индексами, определяется фактическим количеством строк и размером индексированных ключевых столбцов, что упрощает создание.

Более того, в отличие от хэш-индексов, которым для поиска требуются все поля, необходимые для того, чтобы ваш предикат был частью вашего индекса, они этого не делают. Если у ваших предикатов более одного поля, и в вашем индексе это одно из них указано в качестве ведущего значения ключа индекса, вы все равно можете выполнить поиск.

Использование T-SQL (оба метода дают одинаковый результат)

Пример первый (обратите внимание, что индекс идет после полей таблицы)

СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ [Продажи] ([ProductKey] INT NOT NULL, [OrderDateKey] [int] NOT NULL, INDEX IDX_ProductKey ([ProductKey])) WITH (MEMORY_OPTIMIZED_ONLY, DUR

Пример второй (обратите внимание, что индекс идет после поля)

СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ [Продажи] ([ProductKey] INT NOT NULL INDEX IDX_ProductKey, [OrderDateKey] [int] NOT NULL) WITH (MEMORY_OPTIMIZED = ON, DURABILITY = SCHEMA_ONLY)

Определить, какой тип индекса использовать, может быть непросто, но Microsoft предоставила отличное руководство в приведенной ниже таблице.

Заключение

Как вы можете видеть, здесь есть некоторые ключевые отличия в том, как индексы таблиц In-Memory, оптимизированные для памяти индексы, работают по сравнению с обычными дисковыми индексами. Как и в случае с любым другим дизайном таблиц, важно учитывать потребности вашего индекса, прежде чем вы приступите к созданию или миграции к таблицам, оптимизированным для памяти. Вы будете счастливы, что сделали.

Сравнение типов памяти, доступных для вашего продукта

Узнайте о типах памяти, доступной для микроконтроллеров, и их различных преимуществах и ограничениях.

Каждая электронная система, имеющая какой-либо микроконтроллер или микропроцессор, должна иметь подключенную к ней память.

Эта память содержит программу, которую выполняет процессор. Он также содержит данные, которые требуются или производятся программой. Эти данные могут поступать с датчиков, или являются промежуточным результатом работающей программы, или просто должны быть сохранены или отображены. В идеальном мире должна быть только одна память.

Однако доступные в настоящее время технологии памяти требуют от пользователя компромисса между несколькими факторами: скоростью доступа, стоимостью за бит и производительностью хранения данных.

Например, на жестком диске большинства ПК можно хранить большой объем данных по относительно низкой цене, и эти данные не теряются при выключении ПК. Однако это довольно медленно.

Основная память ПК дороже по сравнению с объемом данных, которые она может хранить, и она теряет данные при выключении ПК. Однако он намного быстрее жесткого диска.

Воспоминания можно условно разделить на две основные категории: летучие и энергонезависимые. Энергозависимая память потеряет свое содержимое при отключении питания.С другой стороны, энергонезависимая память сохранит свое содержимое при отключении питания.

В целом энергонезависимая память работает медленнее, но стоит меньше битов, чем энергозависимая память. Он используется для хранения кода запуска или загрузки, а также данных, сохраненных пользователем. Системы с более низкой скоростью обычно хранят всю программу в энергонезависимой памяти.

Энергозависимая память в основном используется для хранения промежуточных данных, генерируемых системой, или, в высокоскоростных системах, текущая программа загружается из энергонезависимой в энергозависимую память, чтобы воспользоваться преимуществами ее более высокой скорости.

Энергонезависимая память

Почти вся электронная энергонезависимая память использует одну и ту же базовую технологию для хранения одного бита данных.

Значение каждого бита по существу определяется наличием или отсутствием заряда, захваченного в небольшом изолированном блоке кремния, который, в свою очередь, действует как затвор полевого МОП-транзистора. Заряд на этом плавающем затворе определяет, является ли канал MOSFET проводящим или нет, следовательно, его логический уровень.

Инъекция заряда в этот изолированный затвор или снятие с него осуществляется путем подачи высокого напряжения правильной полярности через другой затвор.Из-за этого у всех энергонезависимых запоминающих устройств есть некоторые общие характеристики.

Первый заключается в том, что для перезаписи бита памяти его необходимо сначала стереть перед записью. Кроме того, у него есть механизм износа, который в конечном итоге приводит к его выходу из строя после многих циклов записи.

Разница между ними заключается в том, как эти биты памяти организованы в микросхеме, что затем определяет, насколько легко и быстро к ним можно получить доступ.

Итак, когда речь идет о энергонезависимой памяти, в игру вступают несколько дополнительных факторов, помимо скорости и стоимости одного бита.Это различие также приводит к различным названиям различных типов энергонезависимой памяти.

Флэш-память

Они используются в качестве основной памяти программ в микроконтроллерах и в качестве хранилища программ запуска в ПК. Память обычно организована в виде страниц вызова основных единиц, каждая из которых содержит заданное количество байтов.

Эти страницы затем объединяются в блоки. Перед записью какой-либо информации ее содержащая страница должна быть полностью стерта, что вызывает некоторые задержки.

Существует два основных подвида флэш-памяти — NAND и NOR. Они обладают разными характеристиками, которые делают их пригодными для различных применений.

Флэш-память

NOR используется в качестве памяти для выполнения на месте (XIP). То есть программы могут храниться и запускаться непосредственно из памяти этого типа. Обычно это быстрее, чем флэш-память NAND, но и дороже.

Флэш-память

NAND обычно используется в твердотельных накопителях, USB-накопителях, а также является основным типом, используемым в SD-картах.

EEPROM

Память

EEPROM (электрически стираемая программируемая постоянная память) довольно медленная и относительно дорогая.Взамен EEPROM предлагает простоту доступа. Вместо доступа к целым страницам, как в случае с флэш-памятью, байты EEPROM можно записывать и стирать по отдельности, что делает их пригодными для хранения конфигурации и пользовательской информации во встроенных приложениях.

SSD и SD

Твердотельные накопители

(SSD) и карты SD (Secure Digital) используют флеш-память NAND, и доступ к данным осуществляется большими порциями. Основное отличие состоит в том, что твердотельные накопители более надежны, особенно при частом обращении к обычному жесткому диску.

Рисунок 1 — Карта памяти SD (32 ГБ)

Специальная схема обнаружения и исправления ошибок и выравнивания износа используется для уменьшения присущих базовой технологии недостатков.

SD-карты

, в силу своего размера, обычно не обладают емкостью хранения или сложными улучшениями надежности своих аналогов SSD. Следовательно, они в основном используются в приложениях, требующих менее частого доступа к данным.

Дискретные микросхемы флэш-памяти становятся чрезвычайно дорогими при умеренных объемах, если вы превышаете несколько МБ хранилища.

Итак, если вашему продукту требуется ГБ флэш-памяти, в большинстве случаев будет более экономичным встраивать карту памяти SD, по крайней мере, до тех пор, пока вы не достигнете объема производства, достаточно высокого для получения разумной цены на дискретные микросхемы флэш-памяти высокой плотности.

Другие типы энергонезависимой памяти

В этом разделе кратко описаны некоторые другие типы энергонезависимой памяти, которые обычно использовались в прошлом.

Первый — это постоянная память или ПЗУ. Это был чип, который был запрограммирован во время производства и не мог быть изменен впоследствии.

Затем было Программируемое ПЗУ или ППЗУ. PROM был в основном одноразовым программируемым чипом памяти.

Затем появилась память EPROM (стираемое программируемое ПЗУ). На этом чипе есть небольшое окошко, позволяющее стирать содержимое с помощью ультрафиолетового света. После стирания EPROM можно было перепрограммировать.

Рисунок 2 — Пример старой микросхемы EPROM с окном для стирания УФ-светом.

Сводка общей энергонезависимой памяти

В таблице 1 ниже сравниваются различные атрибуты каждого из основных типов энергонезависимой твердотельной памяти.

Атрибут	NOR-Flash	Флэш-память NAND	EEPROM	Банкноты
Стоимость долота	Низкий	Очень низкий	Умеренное
Скорость стирания	Умеренное	Умеренный — Быстрый	низкий
Скорость записи	Умеренное	Умеренно — Быстро	низкий
Скорость чтения	Быстро	Умеренное	низкий
Износостойкость при записи	> 10000	> 10000	> 10000	Зависит от температуры.
Срок хранения	> 20 лет	> 20 лет	от 20 до 100 лет	Зависит от температуры хранения и предшествующего количества циклов записи.
Типовые применения	Хранение программного кода для непосредственного выполнения процессором.	Большой объем памяти, такой как исполняемые файлы, пользовательские файлы, изображения и т. Д.	Пользовательская конфигурация, значения калибровки.

Таблица 1 — Энергонезависимая память

Энергозависимая память

Энергозависимая память или оперативная память (RAM) — это память, содержимое которой сохраняется только до тех пор, пока на них остается питание.В этой категории есть две широкие классификации: статические и динамические.

Ячейка динамического ОЗУ или DRAM не только требует питания для сохранения своего содержимого, но даже в этом случае она будет постепенно терять свое содержимое, если не будет периодически обновляться.

С другой стороны, статическое ОЗУ

или SRAM просто будет хранить свое содержимое до тех пор, пока подается питание. Итак, почему приложение должно использовать SRAM или DRAM вместо любого из ранее описанных энергонезависимых типов?

Ответ — скорость и простота доступа.ОЗУ намного быстрее, и к ним можно обращаться произвольно. Можно просто писать или читать из любой области памяти, не беспокоясь о страницах или блоках, и на очень высоких скоростях.

Обратной стороной является то, что оперативная память в целом стоит дороже за бит. Таким образом, большинство вычислительных систем обычно имеют комбинацию ОЗУ и флэш-памяти, каждая из которых выполняет роли, в которых их атрибуты могут быть оптимально использованы.

В широкой категории RAM SRAM по-прежнему быстрее DRAM, но при этом стоит дороже за бит.Это потому, что ячейке SRAM требуется от четырех до шести транзисторов, тогда как ячейке DRAM требуется только один. Следовательно, в микросхеме заданного размера может быть упаковано намного больше ячеек DRAM, чем ячеек SRAM.

Однако для памяти DRAM требуется контроллер, который автоматически выполняет периодическое обновление. Таким образом, использование DRAM вместо SRAM имеет смысл только в том случае, если стоимость этого контроллера может быть покрыта за счет достаточно большого объема памяти.

SRAM

используется в тех случаях, когда абсолютно необходимы более высокие скорости доступа и когда размер памяти относительно невелик.

ПРИМЕЧАНИЕ: Обязательно загрузите бесплатное руководство в формате PDF 15 шагов для разработки нового электронного оборудования .

Таким образом, SRAM используется в микроконтроллерах, где небольшой объем статической памяти не оправдывает дополнительных затрат на контроллер DRAM. SRAM также используется в качестве высокоскоростной кэш-памяти внутри микропроцессоров из-за высокой скорости доступа.

Типы DRAM

DRAM

бывают разных типов, последний из которых — DDR4.Первоначальная DRAM была заменена FPRAM (Fast Page RAM), затем EDO RAM (Extended Data Output RAM) и, наконец, синхронной DRAM или SDRAM.

Последующие поколения SDRAM включали SDRAM с двойной скоростью передачи данных (DDR), за которыми следовали DDR2, DDR3 и, в настоящее время, DDR4.

Хотя каждое новое поколение SDRAM вносило некоторые улучшения по сравнению с предыдущими поколениями, следует отметить, что сама базовая динамическая ячейка RAM лишь незначительно увеличивалась в скорости от поколения к поколению.

С другой стороны, плотность упаковки или общее количество бит, упакованных в один чип, действительно сильно увеличилось.Однако основные улучшения при переходе от SDRAM к DDR4 были достигнуты с точки зрения скорости передачи данных и энергопотребления на бит.

SDRAM — это основа для всей современной памяти DRAM. Память DRAM до SDRAM была асинхронной, что означало, что после запроса на чтение запрошенные данные появлялись всякий раз, когда они появлялись. В SDRAM данные синхронизируются с часами доступа к памяти.

После того, как SDRAM получает команду чтения, например, она начинает доставку данных после определенного количества тактов.Это число известно как строб адреса столбца, или CAS, задержка, и является фиксированным числом для данного модуля памяти.

Кроме того, в SDRAM эта доставка данных всегда синхронизируется с фронтом тактовой частоты памяти. Таким образом, процессор точно знает, когда ожидать запрошенных данных.

ОЗУ DDR

Ранее описанная SDRAM была также известна задним числом как SDR или Single Data Rate, SDRAM. Следующим шагом эволюции стала DDR, или SDRAM с удвоенной скоростью передачи данных.

На рис. 3 показана разница в синхронизации SDR и DDR SDRAM. Обратите внимание, что на этом рисунке задержка CAS не показана. Сигнал чтения должен был быть на несколько тактов раньше, чем фактическое начало показанной передачи данных.

Рисунок 3 — Передача данных SDR и DDR, показывающая, как память DDR передает данные по обоим краям тактовой частоты

DDR2, DDR3 и DDR4

В то время как переход от SDR к DDR включал передачу данных как по нарастающему, так и по спадающему фронту тактовой частоты, DDR2 к DDR4 SDRAM получают все более высокие скорости передачи данных, в основном за счет использования некоторых хитрых приемов.

Ранее упоминалось, что скорость доступа к технологии DRAM не сильно изменилась из-за ограничений базовой технологии. В лучшем случае эта базовая скорость доступа увеличилась вдвое. Тем не менее, как видно из Таблицы 2 ниже, скорость передачи постоянно увеличивается.

Тип	Базовая скорость доступа (МГц)	Глубина предварительной выборки	Скорость передачи данных (миллион передач в секунду) *	Скорость передачи (ГБ / сек)	Рабочее напряжение (В)
SDR	100–166	1н	100–166	0.8 — 1,3	3,3
DDR	133–200	2н	266-400	2,1 — 3,2	2,5 -2,6
DDR2	133–200	4н	533–800	4,2 — 6,4	1,8
DDR3	133–200	8н	1066-1600	8,5 — 14,9	1,3 — 1,5
DDR4	133–200	8н	2133–3200	17 — 21.3	1,2

Таблица 2 — Быстрое сравнение DDR SDRAM

Не вдаваясь в слишком много сложных технических деталей, одна из ранее упомянутых уловок — увеличить ширину данных. Если память внутренне организована так, что во время одного доступа одновременно считываются все биты, то совокупная скорость передачи данных будет увеличена.

Поскольку доступ к памяти обычно осуществляется последовательно, задержка CAS вызывает некоторую задержку между экземпляром, когда выдается команда чтения, и моментом, когда данные готовы.

Рисунок 4 — Модуль памяти DDR, используемый в компьютерах

Следовательно, еще одна уловка состоит в том, чтобы память была организована таким образом, чтобы контроллер памяти мог выполнять несколько операций чтения или выполнять предварительную выборку последующих данных. Это позволяет микросхеме памяти раньше подготовить следующий блок данных для следующей передачи.

Наконец, достижения в кремниевой технологии означают, что рабочее напряжение может быть снижено, что, следовательно, снижает потребляемую мощность на бит, позволяя увеличить объем памяти при том же энергопотреблении.

Заключение

Для большинства продуктов требуется как энергонезависимая, так и энергозависимая память. Но конкретные типы необходимой памяти будут зависеть от конкретного продукта.

Выбор памяти для вашего продукта существенно повлияет на производительность, стоимость и энергопотребление. Выбор правильного типа памяти для вашего нового продукта — важное решение.

Как и все в инженерии, всегда приходится идти на компромисс между различными вариантами дизайна.Теперь, когда у вас есть четкое представление об основах различных типов памяти, вы должны быть в состоянии выбрать лучшие типы памяти для вашего нового продукта.

Наконец, не забудьте загрузить бесплатно PDF : Окончательное руководство по разработке и продаже нового электронного оборудования . Вы также будете получать мой еженедельный информационный бюллетень, в котором я делюсь премиальным контентом, недоступным в моем блоге.

Другой контент, который может вам понравиться:

16.3 Механизм хранения ПАМЯТИ

16.3 Механизм хранения MEMORY

Ядро памяти MEMORY (ранее известное как HEAP ) создает специальные таблицы с содержимое, хранящееся в памяти. Потому что данные уязвимы для сбоев, проблем с оборудованием или перебоев в подаче электроэнергии используйте только эти таблицы как временные рабочие области или кеши только для чтения для данных, извлеченных из другие таблицы.

Таблица 16.4 Функции механизма хранения ПАМЯТИ

Элемент	Поддержка
Индексы B-дерева	Есть
Резервное копирование / восстановление на определенный момент времени (Реализуется на сервере, а не в механизме хранения.)	Есть
Поддержка базы данных кластера	№
Кластерные индексы	№
Сжатые данные	№
Кэш данных	НЕТ
Зашифрованные данные	Да (реализуется на сервере с помощью функций шифрования.)
Поддержка внешнего ключа	№
Индексы полнотекстового поиска	№
Поддержка типов геопространственных данных	№
Поддержка геопространственной индексации	№
Хеш-индексы	Есть
Кеши индексов	НЕТ
Степень детализации блокировки	Стол
MVCC	№
Поддержка репликации (Реализуется на сервере, а не в механизме хранения.)	Limited (См. Обсуждение далее в этом разделе.)
Пределы хранения	RAM
Индексы T-tree	№
транзакции	№
Обновить статистику словаря данных	Есть

Когда использовать MEMORY или NDB Cluster

Разработчики, желающие развернуть приложения, использующие ПАМЯТЬ Механизм хранения важных, особо важных доступных или часто обновляемых данных следует учитывать, Кластер — лучший выбор.Типичный вариант использования ПАМЯТЬ Двигатель обладает такими характеристиками:

• Операции с временными некритическими данными, такими как управление сеансом или кеширование. Когда сервер MySQL останавливается или перезапускается, данные в таблицах ПАМЯТЬ потерянный.

• Хранение в памяти для быстрого доступа и малой задержки. Объем данных может полностью уместиться в памяти, не вызывая работы система для замены страниц виртуальной памяти.

• Шаблон доступа к данным только для чтения или в основном для чтения (ограниченный обновления).

NDB Cluster предлагает те же функции, что и MEMORY двигатель повышенной мощности, и предоставляет дополнительные функции, недоступные в ПАМЯТЬ :

• Блокировка на уровне строк и многопоточная работа для низких разногласия между клиентами.

• Масштабируемость даже с сочетаниями операторов, которые включают запись.

• Дополнительная операция с резервным копированием на диск для надежности данных.

• Архитектура без совместного использования и работа с несколькими хостами с отсутствие единой точки отказа, что обеспечивает доступность 99,999%.

• Автоматическое распределение данных по узлам; заявление разработчикам не нужно создавать настраиваемое сегментирование или разделение решения.

• Поддержка типов данных переменной длины (включая BLOB и ТЕКСТ ) не поддерживается ПАМЯТЬ .

ПАМЯТЬ таблиц нельзя разделить.

Тактико-технические характеристики

ПАМЯТЬ производительность ограничена конкуренцией результат однопоточного выполнения и накладных расходов на блокировку таблицы при обработке обновлений. Это ограничивает масштабируемость при загрузке увеличивается, особенно для миксов операторов, которые включают записи.

Несмотря на обработку в памяти для ПАМЯТЬ таблицы, они не обязательно быстрее, чем InnoDB таблиц на загруженном сервере, для запросы общего назначения или при рабочей нагрузке чтения / записи.В в частности, блокировка таблицы, связанная с выполнением обновлений, может замедлить одновременное использование таблиц MEMORY из нескольких сеансов.

В зависимости от типов запросов, выполняемых на MEMORY , вы можете создавать индексы как либо структура хеш-данных по умолчанию (для поиска одиночных значения на основе уникального ключа) или данные B-дерева общего назначения структура (для всех видов запросов, связанных с равенством, неравенство или операторы диапазона, такие как меньше или больше).В следующих разделах показан синтаксис для создания обоих виды индексов. Распространенная проблема с производительностью — использование значения по умолчанию хеш-индексы в рабочих нагрузках, где индексы B-дерева более эффективны.

Характеристики таблиц ПАМЯТИ

Механизм хранения MEMORY не создает никаких файлы на диске. Определение таблицы хранится в данных MySQL. Словарь.

ПАМЯТЬ таблиц имеют следующие характеристики:

• Место для ПАМЯТЬ таблиц выделено в небольшие блоки.Таблицы используют 100% динамическое хеширование для вставок. Нет требуется область переполнения или дополнительное место для ключей. Нет лишнего места необходимо для бесплатных списков. Удаленные строки помещаются в связанный список и повторно используются при вставке новых данных в таблицу. ПАМЯТЬ таблиц также не имеют проблемы, обычно связанные с удалением и вставкой в хешированные таблицы.

• ПАМЯТЬ таблиц используют фиксированную длину формат хранения строк.Типы переменной длины, такие как VARCHAR хранятся с использованием фиксированная длина.

• ПАМЯТЬ таблицы не могут содержать BLOB или ТЕКСТ столбцов.

• ПАМЯТЬ включает поддержку AUTO_INCREMENT столбцов.

• Не- ВРЕМЕННАЯ ПАМЯТЬ таблицы разделяются между всеми клиентами, как и любые другие не- ВРЕМЕННАЯ стол.

DDL-операции для таблиц MEMORY

Чтобы создать таблицу MEMORY , укажите предложение ДВИГАТЕЛЬ = ПАМЯТЬ на CREATE TABLE инструкция.

  СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ t (i INT) ENGINE = MEMORY;  

Как указано в названии двигателя, ПАМЯТЬ таблиц хранятся в памяти. По умолчанию они используют хеш-индексы, которые делает их очень быстрыми для однозначного поиска и очень полезными для создание временных таблиц.Однако, когда сервер выключается, все строки, хранящиеся в таблицах MEMORY , потеряны. В сами таблицы продолжают существовать, потому что их определения хранятся в словаре данных MySQL, но они пусты, когда сервер перезагружается.

В этом примере показано, как можно создавать, использовать и удалять ПАМЯТЬ таблица:

  mysql> СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ test ENGINE = MEMORY
           ВЫБЕРИТЕ IP, СУММУ (скачиваний) КАК вниз
           FROM log_table GROUP BY ip;
mysql> SELECT COUNT (ip), AVG (down) FROM test;
mysql> DROP TABLE test;  

Максимальный размер таблиц ПАМЯТИ ограничен система max_heap_table_size переменная, значение по умолчанию которой составляет 16 МБ.Для обеспечения соблюдения различных ограничения размера для таблиц MEMORY , измените значение этой переменной. Действующее значение для СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ или последующий ИЗМЕНИТЬ ТАБЛИЦУ или TRUNCATE TABLE — используемое значение для жизни стола. При перезапуске сервера также устанавливается максимальное размер существующих MEMORY таблиц в глобальном max_heap_table_size значение. Ты можно установить размер для отдельных таблиц, как описано далее в этом раздел.

Механизм хранения MEMORY поддерживает как HASH и индексы BTREE . Ты можно указать одно или другое для данного индекса, добавив USING , как показано здесь:

  CREATE TABLE lookup
    (id INT, ИНДЕКС ИСПОЛЬЗУЕТ ХЭШ (id))
    ДВИГАТЕЛЬ = ПАМЯТЬ;
CREATE TABLE lookup
    (id INT, ИНДЕКС ИСПОЛЬЗОВАНИЕ BTREE (id))
    ДВИГАТЕЛЬ = ПАМЯТЬ;  

Общие характеристики B-дерева и хэш-индексов см. Раздел 8.3.1, «Как MySQL использует индексы».

ПАМЯТЬ таблиц может иметь до 64 индексов на таблица, 16 столбцов на индекс и максимальная длина ключа 3072 байтов.

Если хэш-индекс таблицы MEMORY имеет высокую степень дублирования ключей (много записей индекса, содержащих одно и то же значение), обновления таблицы, которые влияют на ключевые значения, и все удаления значительно медленнее. Степень замедления пропорциональна степени дублирования (или обратно пропорционально индекс мощности).Вы можете использовать индекс BTREE чтобы избежать этой проблемы.

ПАМЯТЬ таблиц могут иметь неуникальные ключи. (Это необычная функция для реализации хеш-индексов.)

Индексируемые столбцы могут содержать NULL значения.

Пользовательские и временные таблицы

ПАМЯТЬ содержимое таблицы хранится в памяти, что является свойством, которое MEMORY таблиц разделяют с внутренними временными таблицами, которые сервер создает на лету при обработке запросов.Однако эти два типа таблиц различаются. в этой MEMORY таблицы не подлежат преобразование хранилища, тогда как внутренние временные таблицы:

Таблицы ПАМЯТИ и репликации

Когда исходный сервер репликации выключается и перезапускается, его ПАМЯТЬ таблиц опустели. К реплицировать этот эффект на реплики, в первый раз, когда источник использует данную таблицу MEMORY после при запуске он регистрирует событие, которое уведомляет реплики о том, что таблица необходимо опорожнить, написав УДАЛИТЬ или (из MySQL 8.0,22) УКРЕПЛЕНИЕ TABLE для этой таблицы в двоичный журнал. Когда сервер реплики выключается и перезапускается, его ПАМЯТЬ таблиц также становятся пустыми, и он пишет DELETE или (из MySQL 8.0.22) TRUNCATE TABLE оператор для собственный двоичный журнал, который передается на все нисходящие реплики.

Когда вы используете MEMORY таблиц в топология репликации, в некоторых случаях таблица на источнике и таблица на реплике может отличаться.Для получения информации о обработка каждой из этих ситуаций для предотвращения устаревшего чтения или об ошибках, см. Раздел 17.5.1.21, «Таблицы репликации и памяти».

Серверу требуется достаточно памяти для обслуживания всех ПАМЯТЬ таблиц, которые используются одновременно.

Память не освобождается, если вы удаляете отдельные строки из ПАМЯТЬ стол. Память восстанавливается только тогда, когда вся таблица удаляется. Память, которая ранее использовалась для удаленные строки повторно используются для новых строк в той же таблице.К освободить всю память, используемую таблицей MEMORY , когда вам больше не нужно его содержимое, выполните УДАЛИТЬ или ОБРЕЗАТЬ ТАБЛИЦУ , чтобы удалить все строки, или убрать таблицу совсем с помощью DROP ТАБЛИЦА . Чтобы освободить память, используемую удаленными строками, используйте ALTER TABLE ENGINE = MEMORY для принудительного создания таблицы перестроить.

Память, необходимая для одной строки в таблице MEMORY рассчитывается с использованием следующего выражения:

  SUM_OVER_ALL_BTREE_KEYS ( max_length_of_key  + sizeof (char *) * 4)
+ SUM_OVER_ALL_HASH_KEYS (sizeof (char *) * 2)
+ ALIGN ( length_of_row  +1, sizeof (char *))  

ALIGN () представляет собой коэффициент округления, чтобы вызвать длина строки должна быть точным кратным char размер указателя. sizeof (char *) — это 4 на 32-битных машинах и 8 на 64-битные машины.

Как упоминалось ранее, max_heap_table_size система переменная устанавливает ограничение на максимальный размер ПАМЯТЬ столов. Чтобы контролировать максимальный размер для отдельные таблицы, установите значение сеанса этой переменной перед создание каждой таблицы. (Не меняйте глобальный max_heap_table_size значение, если вы намереваетесь использовать значение для ПАМЯТЬ таблицы, созданные всеми клиентами.) В следующем примере создаются два ПАМЯТЬ таблиц с максимальным размером 1 МБ и 2МБ соответственно:

  mysql> УСТАНОВИТЬ max_heap_table_size = 1024 * 1024;
Запрос в порядке, затронуты 0 строк (0,00 сек)

mysql> СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ t1 (id INT, UNIQUE (id)) ENGINE = MEMORY;
Запрос в порядке, затронуто 0 строк (0,01 сек)

mysql> УСТАНОВИТЬ max_heap_table_size = 1024 * 1024 * 2;
Запрос в порядке, затронуты 0 строк (0,00 сек)

mysql> СОЗДАТЬ ТАБЛИЦУ t2 (id INT, UNIQUE (id)) ENGINE = MEMORY;
Запрос выполнен, затронуты 0 строк (0.00 сек)  

Обе таблицы возвращаются к глобальному серверу. max_heap_table_size значение, если сервер перезагружается.

Вы также можете указать опцию таблицы MAX_ROWS в CREATE TABLE операторов для ПАМЯТЬ таблиц, чтобы дать подсказку о количество строк, которые вы планируете в них хранить. Это не позволяет таблица, чтобы вырасти за пределы max_heap_table_size значение, которое по-прежнему действует как ограничение на максимальный размер таблицы.Для максимального гибкость в использовании MAX_ROWS , установить max_heap_table_size не менее выше значения, которое требуется для каждого ПАМЯТЬ стол, чтобы иметь возможность расти.

Поддерживаемые типы данных для OLTP в памяти — SQL Server

• 19.06.2017
• 2 минуты на чтение

В этой статье

Применимо к: SQL Server (все поддерживаемые версии) База данных SQL Azure

В этой статье перечислены типы данных, которые не поддерживаются функциями OLTP в памяти:

Неподдерживаемые типы данных

Следующие типы данных не поддерживаются:

Известные поддерживаемые типы данных

Большинство типов данных поддерживаются функциями выполняющейся в памяти OLTP.Особо следует отметить следующие несколько:

Для предыдущих строковых и двоичных типов данных, начиная с SQL Server 2016:

• Отдельная таблица, оптимизированная для памяти, также может иметь несколько длинных столбцов, например nvarchar (4000) , даже если их длина будет больше, чем физический размер строки в 8060 байт.

• Таблица, оптимизированная для памяти, может иметь строку максимальной длины и двоичные столбцы с такими типами данных, как varchar (max) .

Определить LOB и другие столбцы вне строки

Начиная с SQL Server 2016, таблицы, оптимизированные для памяти, поддерживают столбцы вне строк, что позволяет одной строке таблицы иметь размер более 8060 байт. Следующая инструкция Transact-SQL SELECT сообщает обо всех столбцах вне строк для таблиц, оптимизированных для памяти. Обратите внимание:

• Все столбцы ключа индекса хранятся в строке.
  • Неуникальные индексные ключи теперь могут включать столбцы, допускающие значение NULL, в таблицах, оптимизированных для памяти.

    No related posts.