|
Праздники закончились. Жизнь продолжается
А в общем-то она и не
останавливалась, печаля и радуя нас всевозможными своими проявлениями. В том
числе и праздничными.
И мы сами вольны для себя решать –
что для нас жизнь.
Череда ли это тусклых и серых
беспросветных будней.
Или все-таки это – праздник. Праздник
рождения, праздник цветения.
Праздник испытания, праздник преодоления.
Праздник движения, праздник
познания...
Сердечно приветствую завсегдатаев клуба «Компьютер для тех,
кому за…»
И сразу хочу сказать огромное спасибо за теплые отзывы о
моих скромных эпистолярных упражнениях, за искренние слова поздравлений в мой
адрес в ответ на краткие поздравления мои.
Пишут и молодые люди и мои ровесники, пишут и россияне и из-за
рубежа. Отрывки из некоторых писем я приведу в конце выпуска.
А пока…
Нас ждет шестая чашка ароматного кофе, которую, как это следует из писем, многие из Вас ждут с нетерпением.
Испытывать дальше Ваше терпение я не собираюсь.
Поэтому, приступим…
Пятую, предыдущую, чашку кофе мы допивали со словами о том,
что не плохо было бы разобраться с тем, а что мы, собственно, собираемся делать
со своим персональным компьютером.
Ведь, если компьютер – это вычислительная машина, то… То что?
Считает, вычисляет?
Дело в том, что из всего огромного количества компьютеров,
которое сейчас трудится на всем Земном шаре (а это сотни и сотни миллионов –
точно вряд ли кто-то подсчитывал) едва ли процентов пять заняты теми задачами,
ради решения которых они и были созданы, - собственно вычислениями. Тем, чему
они обязаны своим названием (вспомним, compute – вычислять).
Ну, может быть в Центре управления полетами рассчитывают
траектории космических летательных аппаратов.
Ну, может быть в Курчатовском институте просчитывают
эксперименты на ускорителях элементарных ядерных частиц.
Или может где-нибудь в Госкомстате после очередной переписи
подсчитывают на сколько же за последний период у нас опять убыло население.
Не претендую на исчерпывающую полноту приведенного списка,
но думаю, тенденция понятна – чисто вычислениями занята небольшая,
узкоспецифическая часть компьютерного парка.
- А что же делает оставшаяся неисчислимая армия
компьютеров? – с содроганием спросите Вы.
Отвечу я Вам не сразу, а для того, чтобы сохранить интригу,
спрошу своих внимательных читателей: «Ну-ка, что еще, кроме
вычитания-деления-умножения-сложения умеет делать компьютер?»
Правильно! Еще он умеет – сравнивать. Числа.
То есть он может выяснить, что одно число больше другого,
что третье число меньше четвертого. А разница вот этих чисел не равна нулю. А
сумма вон тех двух чисел больше вон того, третьего. Ну, и так далее и тому
подобное.
И вот здесь мы приближаемся к очень тонкому, ключевому
моменту, поняв который Вы очень многое поймете в компьютерном мире.
Чувствуете? Интрига нарастает…
Но чтобы лучше понять этот ключевой момент, давайте зайдем
немного с другой стороны.
Вот мы говорим – память в компьютере нужна для хранения
информации. Понимаем, что память, в которую помещается большой объем информации
– это хорошо.
А в чем, собственно, измеряется этот объем информации?
Существует ли единица, которой можно измерить информацию?
Хороший вопрос. Просто замечательный вопрос!
Не буду Вас томить – есть такая единица. Единица измерения
информации.
Но. По порядку…
Представим себе некое событие. (Вы человек взрослый –
попробуйте абстрагироваться).
Так вот, об этом событии, допустим, можно сказать, что в
какой-то момент оно есть, а в какой-то момент – его нет. Значит информация об
этом событии заключается в том, что в первом случае – ДА, оно есть, а во втором случае его попросту – НЕТ.
Следите за мыслью? Выходит, информацию о наличии этого
события можно описать всего одной парой слов – ДА, НЕТ.
Или так - информация о том, что это событие есть, может
быть либо истинной - ДА, либо ложной
- НЕТ.
Напряжение нарастает! Внимание…
Торжественно объявляю - единица измерения информации,
значение которой (этой самой - единицы) может быть либо ДА, либо НЕТ, в случае
с компьютером – это либо 1 (единица), либо 0 (ноль) - называется бит (по-английски bit – кусочек).
Бит или не бит? Вот в чем...
Мы пытаемся с Вами определить и внутренне осознать базовое
понятие всей вычислительной техники, которое заключается в следующем (это как
понятие «точка» в Эвклидовой геометрии):
Бит – это единица
измерения информации.
Причем, не просто единица информации, а – минимальная единица. Полбита – не
бывает.
И вот здесь оно все сошлось…
Когда в середине прошлого века ученые-кибернетики
(кибернетика – наука, изучающая законы управления и передачи информации)
впервые задумались о создании электронной вычислительной машины, встал вопрос –
а каким, собственно должен быть базовый элемент этой самой машины?
Единственным электронным элементом на тот момент была
электронная лампа. Которая обладала очень важным для нас свойством – у нее было
всего два состояния. Она могла быть либо открытой (то есть пропускала через
себя электрический ток), либо – закрытой (то есть совсем через себя ничего не
пропускала).
Внимательные читатели помнят, что потом эти функции стали
выполнять транзисторы, а потом (и сейчас) – микросхемы, в которые эти транзисторы
в невероятных количествах запихивают.
Итак, имеем электронный элемент, который в свою очередь
имеет два состояния – закрытое и открытое. Ноль или единица. ДА или НЕТ. Истина
или ложь.
Стоп. Где-то мы это уже слышали…
Да мы только что об этом говорили!
Мало того, к тому моменту уже сто лет как существовал
замечательный раздел математики – алгебра логики, которая легко и непринужденно
оперирует с этими ДА и НЕТ, с этими истинами и ложью.
Спасибо Джоржу Булю – замечательному английскому
математику, создателю алгебры логики (Булевой алгебры).
Мало того, пытливые ученые умы заметили, что в двоичной
системе (в отличие от привычной нам – десятичной) любой разряд любого числа
может принимать всего два значения – 0 и 1. Третьего быть не может – система-то
двоичная!
Итак, элементная база - есть, математический аппарат –
есть, система счисления (двоичная) – тоже есть. Пора делать электронную
вычислительную машину.
Один цифровой разряд будем делать на одном электронном
элементе. И там будет храниться либо 1 (он открыт), либо 0 (он закрыт).
Кстати, о цифровых разрядах.
Когда те самые пытливые ученые придумали название для
единицы информации, они объяснили, что это сокращение от названия binary digit (bit) – двоичная цифра (двоичный
разряд).
А bit (кусочек) – это просто игра слов.
Красиво. Мне нравится…
Так вот, к «нашим баранам».
Выставив такие разряды в ряд, получим число. Причем, чем
больше разрядов, тем большее туда может быть записано число.
Например, первый персональный компьютер был сделан на 8-ми
разрядном процессоре.
А теперь перечитайте предыдущее предложение еще раз.
Буквально 10 минут назад оно для Вас было бы пустым звуком.
А сейчас прочитали и ничего. Вроде все понятно…
То ли еще будет!
Так вот, самое время поговорить о том, какие существуют
производные единицы информации.
Значит так. В вычислительной технике один разряд – это один
бит. Два разряда – два бита. Четыре разряда – четыре бита. Восемь разрядов –
восемь бит.
А вот и не правильно! Восемь бит – это один байт.
Вот так просто мы узнали первую производную единицу
измерения информации – байт, который равен 8 битам.
Дальше будет легче.
Вес (значение) каждого разряда в двоичной системе
определяется степенью числа 2.
То есть 2 в степени 1 (21) – это 2.
2 в степени 2 (22) – это 4. Ну, и так далее.
И смотрите, что интересно. 2 в степени 10 равно, ни много
ни мало, – 1024 (одной тысяче двадцати четырем).
1024 - практически тысяча. Но все-таки не тысяча, а чуть
больше. А тысяча, как мы помним, - это кило.
Как же заманчиво, вместо того, чтобы выговаривать «одна
тысяча двадцать четыре бит», сказать просто – один килобит.
А кто нам мешает? А никто!
А раз никто, то решено. Отныне:
1024 бит (210 бит) – 1 килобит. Сокращенно – 1
Кбит. Или еще проще – 1 Кб
По аналогии идем дальше.
1024 Кбит (210 Кбит) – 1 мегабит. Сокращенно – 1
Мбит или 1 Мб.
1024 Мбит (210 Мбит) – 1 гигабит. Сокращенно – 1
Гбит или 1 Гб.
Тоже самое справедливо и в отношении байта (как мы помним 1
байт равен 8 битам).
Поставьте в выше приведенные строчки вместо слова бит слово
байт и потренируйтесь в произношении очень часто употребляемых в компьютерном
мире слов:
Килобайт… Мегабайт… Гигабайт…
Хорошо звучит, не правда ли?
Тем более, когда понимаешь, что Гигабайт – это есть больше
миллиарда байт (Больше, потому что тысяча у нас не тысяча, а тысяча двадцать
четыре. Не забыли?).
Да, чтобы не путать сокращенные написания, принято бит
писать с маленькой буквы, байт – с большой.
Таким образом, 1 Мб – один мегабит, а 1 МБ – это один
мегабайт. Запомнили?
А теперь в свете вышеизложенного посмотрим, как вся эта
теория стыкуется с практикой.
Хранит и обрабатывает!
Устав от цифр и обозначений, Вы можете у меня спросить: «Ну
зачем мне все это нужно? Когда мы будем делить наши деньги? Вернее, когда мы
уже будем его включать?»
Минуту терпения, дорогие мои.
Сейчас я Вам назову еще несколько цифр и все в наших
головах встанет на свои места. Или почти все…
В общем, смотрите сюда.
Начнем с памяти. Средний объем оперативной памяти
персонального компьютера на сегодня – 512 МБ (пятьсот двенадцать мегабайт –
пишу, чтобы Вы мое произношение сравнили со своим).
Это не много и не мало. Это полгигабайта. Нормально.
Встречаются конечно компьютеры и с 256 МБ памяти. Но это
компьютеры, которым уже год-два, как минимум. А новые компьютеры меньше, чем с
512 МБ ОЗУ покупать не стоит.
Тем более, при желании и необходимости объем памяти всегда
можно нарастить. То есть купить в магазине маленькую платку с микросхемой
памяти и просто вставить куда надо.
Но сейчас не об этом.
Следующим по показателю объема хранимой информации идет
компакт-диск. Наш старый добрый сидишник умудряется разместить на своей
блестящей поверхности в среднем порядка 700 МБ информации.
Не намного больше, чем ОЗУ (а может даже и меньше, если у
Вас ОЗУ – 1 ГБ), но зато он имеет неоспоримое преимущество. На него можно
записать видеофильм, резервную копию любой другой информации, вынуть из
дисковода (из CD-ROM’а), положить в красивую коробочку и убрать на полку. И ничего с ней не
случится (я имею в виду – с информацией). Ни через год, ни через пять.
Удобно? Удобно. Надежно? Надежно.
А если я Вам скажу, что CD уже отживают свое, а на смену им
идут (и уже пришли) диски под названием DVD?
По виду диски DVD совершенно не отличаются от CD. Первоначально DVD предназначались только для записи
видео фильмов – Digital Video Disc, - а сейчас они используются для
записи любой полезной информации.
А отличие DVD от CD состоит в том, что DVD-формат имеет большую плотность
записи.
И вследствие этого на тот же самый по виду диск помещается
уже не 700 МБ информации, а, я не побоюсь этого слова, - все 4,7 ГБ (то есть
4700 МБ). Почти в семь раз больше!
Воодушевленные идем дальше.
Что там у нас еще значится во внешних устройствах памяти?
Ну конечно же жесткий диск!
Для персональных компьютеров, которые стоят на полках
компьютерных магазинов сегодня, объем жесткого диска колеблется в пределах 80 –
120 ГБ. Внушает, не правда ли?
Правда продавцы утверждают, что по соотношению цена/объем
винчестеры на 200 ГБ покупать выгоднее. Но все равно винт на 80 ГБ значительно
дешевле. И, уверяю Вас, - 80 ГБ Вам с головой хватит!
А теперь, дорогие мои, скажите-ка мне, пожалуйста. Для чего
нашему персональному компьютеру нужны эти вместилища на сотни миллионов и
миллиардов байт информации?
Наконец-то этот вопрос прозвучал!
И наконец-то я могу на него дать ответ.
Да в том-то все и дело, что 95% всех существующих
компьютеров только тем и занимаются, что просто хранят и обрабатывают
информацию (ну, еще и – принимают и передают). И все!
Поэтому объемные характеристики устройств памяти (не сильно
загнул?) имеют для современного компьютера решающее, определяющее значение.
И еще один параметр для компьютера является определяющим –
это быстродействие процессора.
Помните, я говорил о миллиардах операций в секунду? Сейчас
поясню.
Выполнение одной элементарной операции в центральном
процессоре происходит в течении одного такта (некоего промежутка времени).
Последовательность тактов – последовательность элементарных
операций – задается тактовым генератором. То есть сигнал тактового генератора
имеет определенную частоту колебаний в секунду.
Одно колебание в секунду называется – один Герц
(обозначается – 1 Гц).
Тысяча колебаний в секунду – тысяча Герц или 1 килогерц (1
КГц).
Миллион колебаний в секунду – 1 мегагерц (1 МГц).
Миллиард колебаний в секунду – 1 гигагерц (1 ГГц).
Современный микропроцессор фирмы Intel – P IV (Пентиум 4) имеет рабочую тактовую
частоту порядка 3 ГГц (плюс – минус).
Три миллиарда операций в секунду!
Да тут уж точно - никакой Гарри Каспаров не справится.
У-ф-ф!
Вот уж теперь-то вздохните свободно - необходимый
техминимум знаний об устройстве персонального компьютера нами пройден.
И, надеюсь, усвоен.
Можно идти включать компьютер.
…
Чем мы и займемся на следующей приятной встрече, попивая в
кругу друзей седьмую чашку ароматного кофе.
Не пройдет и недели…
Расскажите своим друзьям, пусть
приходят –самое интересное продолжается!
Места, конечно же, – хватит всем.
Как, впрочем, и кофе…
|