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Arbeitsspeicher – PS für den Computer

Obwohl der erste Computer noch gar nicht über ihn verfügte, steht und fällt mit ihm heutzutage die Leistungsfähigkeit eines modernen Rechners und wirkt sich so mit auf die Effizienz einer IT-Landschaft aus. Der Arbeitsspeicher ist ein elementarer Bestandteil für komplexe Vorgänge und Prozesse und damit unverzichtbar geworden. Doch wie funktioniert dieses Stück Hardware überhaupt?

Der Unterschied zwischen Arbeitsspeicher und Massenspeicher

Wenn man sich mit Datenspeichern innerhalb eines Computersystems auseinandersetzt, kann man prinzipiell in zwei grundverschiedene Bereiche trennen: Auf der einen Seite gibt es Massenspeicher, die dazu da sind, große Mengen an Daten langfristig zu speichern, wie beispielsweise Festplatten.

Auf der anderen Seite gibt es Speichermedien, die für die Speicherung kurzweiliger Daten zuständig sind, die akut innerhalb eines Programms benötigt werden, wie beispielsweise den Arbeitsspeicher. Dieser ist im Vergleich zum Massenspeicher deutlich schneller in der Verarbeitung und Bereitstellung von Daten, allerdings auch deutlich kleiner in Bezug auf die Kapazität.

Funktion und Leistung eines Arbeitsspeichers

Jeder Prozess und jedes Programm auf einem Computer benötigt Daten. Dabei gibt es Daten, die häufig genutzt werden und Daten, die für einen Prozess irrelevant sind. Erstere werden während eines Prozesses auf dem Arbeitsspeicher platziert, da hier der Zugriff unmittelbar und schnell erfolgen kann.

Grundlegend kann man sagen, dass der Arbeitsspeicher dabei ein in Adressen aufgeteilter Bereich innerhalb eines Computers ist, der feste Speichergrößen für Daten hat. Die Leistung eines Arbeitsspeichers wird anhand der Zugriffsgeschwindigkeit, der Datenübertragungsrate und der Größe des Speichers definiert.

Je langsamer der Speicher, desto langsamer der Prozessor

Unter dem Begriff Zugriffsgeschwindigkeit versteht man die Zeit, die vergeht, bis ein Datum, dass von einem Programm angefragt wird, gelesen werden kann.
Die Datenübertragungsrate bestimmt, wie lange es dauert, bis ein Datum gelesen wurde und die Größe sagt aus, wie viel Speicherplatz im Arbeitsspeicher zur Verfügung steht.

Da während des Ablaufs eines Programms der Prozessor direkt auf den Arbeitsspeicher zugreift und innerhalb dessen kein Element mehr dazwischengeschaltet ist, beeinflusst die Geschwindigkeit des Arbeitsspeichers direkt die Geschwindigkeit des Prozessors und dementsprechend auch die des ausgeführten Programms.
Je langsamer der Arbeitsspeicher arbeitet, desto mehr Zeit vergeht, bis der Prozessor auf das nächste Datum zugreifen kann und desto länger benötigt das Programm zur Durchführung.

Cache und Swap-Speicher als weitere Speicherlösungen

Kleiner als jeder Arbeitsspeicher, dafür aber noch schneller in der Bearbeitung, ist der sogenannte Cache. Dieser zusätzliche Pufferspeicher kann aufgrund seiner Schnelligkeit den Zugriff des Prozessors auf den Arbeitsspeicher optimieren. Kleinere Programme können teilweise ausschließlich im Cache-Speicher ablaufen.

Falls die Leistung eines physischen Arbeitsspeichers für ein Programm mal nicht ausreichen sollte, gibt es die Möglichkeit, einen zusätzlichen virtuellen Arbeitsspeicher (Swap-Speicher) innerhalb eines Massenspeichers einzurichten. Eine einfache Lösung, die jedoch mit einer extrem schlechten Leistung verbunden ist.

Weitere Informationen zum Arbeitsspeicher:

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