Arbeitsspeicher

Zweiter wesentlicher Bestandteil der Zentraleinheit ist der Arbeitsspeicher (auch als Hauptspeicher bezeichnet). Dieser enthält alle (Maschinen-) Programme, die momentan ausgeführt werden, sowie alle Daten, mit denen diese Programme mo-mentan arbeiten. Dieser Speicher liegt im wesentlichen in zwei Grundformen vor:

RAM

Die im laufenden Betrieb zweifellos wichtigere Form ist der les- und beschreibbare Speicher, irreführenderweise als RAM („Random Access Memory”, Speicher mit Zugriff auf eine beliebige Speicherstelle) bezeichnet . Da dieser Speicher sowohl gelesen als auch geschrieben werden kann, eignet er sich, um Daten oder auch Programme, die von einem Speichermedium (vgl. Abschnitt 1.2.7) geladen werden, auf-zunehmen. Er verliert allerdings seinen Inhalt, sobald der Strom ausgeschaltet wird.

ROM

Der Inhalt eines nur lesbaren Speichers („Read-Only Memory”, ROM) kann hin¬ge¬gen nicht mehr geändert werden. Er geht aber auch nicht verloren, wenn der Strom ausgeschaltet wird; ROMs eignen sich daher dazu, jenes Programm aufzu¬nehmen, das nach dem Einschalten des Computers das Betriebssystem (s. Ab¬schnitt 1.2.6) von einem Speichermedium lädt und damit die volle Funktionsfä¬higkeit des Computersystems herstellt. Auch Teile des Betriebssystems selbst oder auch wichtige Anwen-dungsprogramme können in ROM gespeichert sein.

Alternativen

Als Alternative zum ROM kann auch Flash Memory eingesetzt werden. Auch Flash Memory behält seinen Inhalt, wenn der Strom ausgeschaltet wird, im Un¬terschied zum ROM kann jedoch sein Inhalt verändert („reprogrammiert”) wer¬den. Der Vor¬gang des Reprogrammierens ist jedoch sehr aufwendig, sodass sich Flash Memory nicht als Ersatz für RAM-Speicher einsetzen lässt.

Cache

Optional kann zwischen Prozessor und Arbeitsspeicher ein Cache-Speicher zwischen-geschaltet werden. Dabei handelt es sich um RAM-Speicher schnellerer Bauart, der häufiger gebrauchte Programmteile und Daten für den Prozessor verfügbar hält. Durch den Einsatz von Cache-Speicher kann der Arbeits¬speicher eines Computers mit langsameren (und damit billigeren) Bauelementen realisiert werden, ohne dass es zu einer wesentlichen Verringerung der Rechengeschwindigkeit kommt.

Sofern dies von der Hardware der Zentraleinheit und dem Betriebssystem unterstützt wird, kann auch der umgekehrte Weg gegangen werden. Nicht benötigte Programmteile und Daten werden auf den Hintergrundspeicher (s. Abb. 1.2.7) „ausgelagert”. Dem Anwendungsprogramm wird jedoch vorgespiegelt, dass sich diese Programmteile nach wie vor im Arbeitsspeicher befinden, in¬dem sie bei der nächsten Verwendung durch das Programm wieder „eingelagert” werden (auf Kosten anderer Programmteile, die Platz machen müssen; dies alles spielt sich für das Anwendungs¬programm vollständig unsichtbar ab; da den Anwendungsprogrammen dadurch die Existenz von mehr Hauptspei¬cher als tatsächlich vorhanden vorgespiegelt wird, wird das Verfahren als virtueller Speicher bezeichnet).