Библиотека сайта rus-linux.net
| Назад | Введение в мир программирования Глава 2. Архитектура компьютера |
Вперед |
Память компьютера. Общие замечания
Для того, чтобы понять как компьютер работает с памятью, представьте себе ваше местное почтовое отделение. В нём обычно есть комната, где хранится большое количество коробок с корреспонденцией. Эти коробки схожи с памятью компьютера тем, что каждая из них имеет обозначение и фиксированный объём для хранения данных (писем, газет, посылок и т. п.).
К примеру, 1 мегабайт компьютерной памяти можно приблизительно сравнить с 1048576 почтовыми коробками. Как видно, разница между реальными почтовыми коробками и компьютерной памятью, состоит в том, что в коробке можно хранить всё, что хочется (письма или газеты - не важно), а компьютерная память организована так, что в одной её ячейке можно хранить только одно единственное число.
Для тех читателей, которые сомневаются в том, почему один мегабайт соответствует именно 1048576 воображаемых почтовых коробок, поясним, что это число получится если возвести двойку в двадцатую степень. Иными словами: 220 = 1048576.
Но зачем возводить в степень именно число два? И разве приставка "мега" не требует, чтобы вычисляя количество ячеек в одном мегабайте, мы умножали бы единицу на 106? Такие вопросы может задать любопытный читатель.
Постараемся прояснить ситуацию. Но для этого нам придётся сделать лирическое отступление и рассмотреть некоторые детали процесса проектирования вычислительной техники.
Для создания компьютера необходимо избрать систему счисления, которая бы отражала логику его работы. Иными словами, если мы решим использовать десятичную систему счисления (с основанием, равным 10) для проектирования ЭВМ, окажется что каждый элемент такой системы должен уметь функционировать в десяти (!) состояниях. Практика показала, что создание компьютеров с такими характеристиками стоит слишком дорого (речь здесь, в основном, о соотношении цена/качество).
Путём проб и ошибок, учёные пришли к выводу, что при проектировании ЭВМ наиболее выгодно использовать двоичную систему счисления. Но это не значит, что абсолютно все составные части компьютера могут принимать и отражать только два состояния. Также существует специальное Z-состояние, в котором нужный конструктивный элемент "отключается" от остальной схемы, помогая, в частности, организовывать соединение типа "шина". Однако, уважаемый читатель, исходя из того, что данная книга должна быть простой для понимания, мы не будем сейчас говорить о Z-состоянии подробно.
Итак, мы решили, что наш компьютер должен работать в двоичной системе счисления. Так получилось, что в момент, когда стали появляться первые компьютеры такого типа, не существовало специальных приставок для обозначения чисел, являющихся результатом возведения двойки в степень. В результате, для удобства пользователя, многие разработчики решили применять десятичные приставки. Вот и вышло, что приставка "мега" стала приравниваться к двадцатой степени числа два (ведь 106 будет приблизительно равно 220).
Начиная с 2007 года был принят стандарт, согласно которому вводились специальные обозначения для двоичных множеств (чисел, получающихся при возведении двойки в степень). В нём, например, числу 220 соответствует приставка "миби".
Увы, но сейчас упомянутым стандартом пользуются далеко не все программисты, а уж тем более составители документации. Вот и получается, что мы постоянно слышим о том, что "мегабайт" - это единица для измерения объёма памяти компьютера.
Ответив на вопросы любопытных читателей мы продолжаем разговор о том, как организована память ЭВМ.
Всё может показаться запутанным, если учесть, что в компьютере используются устройства, память которых работает по разным принципам (как физическим, так и логическим): это магнитные диски, флэш-карты, модули RAM (Random Access Memory - Память с произвольным доступом), модули ROM (Read Only Memory - Память только для чтения).
Пока что не будем говорить о том, как обозначенные принципы работы запоминающих устройств реализуются аппаратно, а обратим внимание на то, какие данные хранятся в памяти компьютера. Это могут быть:
- координаты курсора на экране монитора;
- размеры области печати, используемой в документе, отправляемом на устройство вывода (принтер, например);
- описание каждой буквы шрифта, используемого для отображения текста на экране монитора;
- управляющие последовательности для работы с элементами интерфейса операционной системы средствами клавиатуры;
- текст сообщений об ошибках, выводимых операционной системой и внешними пользовательскими программами;
- ...
Представленный список можно продолжать очень долго.
| Предыдущий раздел: | Оглавление | Следующий раздел: |
| Глава 2 | Центральное процессорное устройство |