Понятие о единицах измерения информации и объема памяти эвм

Любое число несет какое-то количество информации о соответствующей ему величине.

Количество информации, которую несет одноразряд­ное двоичное число (один разряд двоичного числа), в информатике называют бит. Бит — минимальная еди­ница количества информации.

Двоичные числа 01 и 10101 несут соответственно 2 и 5 бит информации.

Восьмиразрядное двоичное число несет 8 бит инфор­мации. Такое количество информации называется байт — это еще одна единица количества информации.

Любое запоминающее устройство современной ЭВМ состоит из ячеек, в каждой из которых можно записать не более чем 8-разрядное двоичное число, т.е. не более чем один байт информации. Такая ячейка также назы­вается байт. В нее можно поместить натуральное число не более чем 256 (2⁸).

Из байтов, как из кирпичиков, можно складывать более крупные ячейки, но в каждую из них записывает­ся только одно число или текст. Так, можно создать ячей­ки из 2, из 4 байт — в них можно поместить и большие числа — натуральное число до 2¹⁶, до 2³². В ЭВМ исполь­зуются ячейки, содержащие тысячи байт. При размеще­нии текста в ячейке каждый его символ (буква, цифра, точка, пробел и пр.) занимает 1 байт.

Таким образом, байт — основная единица объема па­мяти ЭВМ.

Однако в современных ЭВМ используются, как пра­вило, более крупные единицы измерения объема памя­ти:

1 килобайт (Кбайт) = 1024 = 2¹⁰ байта;

1 мегабайт (Мбайт) = 1024 килобайта;

1 гигабайт (Гбайт) = 1024 мегабайта.

Так появились новые единицы измерения информа­ции. Т.е. Кбайт, Мбайт и т.д. рассматривают и как едини­цы измерения количества информации безотносительно к ЭВМ. Поэтому можно сказать, например, что страница книги содержит 2 Кбайта, а книга — 1,2 Гбайта инфор­мации.

Представление величин в эвм

В ЭВМ можно работать и с числами, и с текстом. Это качественно различные виды данных, но принципы ра­боты и с теми, и с другими в ЭВМ довольно сходные.

Суть в том, что в каждой ЭВМ для представления информации используется некоторый фиксированный набор символов.

Каждый символ такого набора в ЭВМ представляется определенным числом (кодом), причем в разных типах ЭВМ используются разные способы кодирования, т. е. одним и тем же символом сопоставляются различные коды.

В IBM-совместимых типах ПЭВМ исполь­зуется 256 символов, кодом каждого из них является некоторое восьмиразрядное двоичное число. В десятич­ной системе счисления эти коды представляются числа­ми от 0 до 255.

Все указанные символы делятся на две группы. Ко­дировка символов первой группы — символов с кодами — 0...127 выполнена по американскому стандарту ASCII и во всех IBM-совместимых ПЭВМ неизменна.

Эта группа включает заглавные буквы (коды 65. ..90), строчные буквы (коды 97... 122) латинского алфавита, цифры 0...9 (коды 48...57), пробел (код 32), «пусто» (код 0) и т.д.

Символы второй группы в ПЭВМ рассматриваемого типа включают символы русского алфавита (или других национальных алфавитов) и символы псевдографики.

В разных типах IBM-совместимых ПЭВМ кодировка русских букв довольно часто различается, что делает эти ПЭВМ несовместимыми при использовании русского тек­ста.

Пояснение. Известны так называемые стандарт­ная, альтернативная и т.д. кодировки букв русского алфавита. Наиболее распространена альтернативная ко­дировка.

В этом случае русские буквы имеют коды:

— заглавные — 128...159);

— строчные — 160...175, 224... 239).

Из сказанного следует, что в ЭВМ и текстовая ин­формация, и прочая представляется с помощью чисел, а значит, и обработка ее сводится к операциям над числа­ми.

При вводе текста в ЭВМ код каждого символа текста записывается в отдельный байт запоминающего устрой­ства.

Так, текст «tuk» будет представлен в IBM PC после­довательностью чисел 124, 125, 107.

Преобразование этого текста в слово «tak» будет за­ключаться в замене второго числа последовательности числом 97.

Что касается числовых величин, то в ЭВМ каждая из них преобразуется к виду двоичного числа с фиксиро­ванной или плавающей точкой и записывается в ячейку определенного размера в зависимости от типа величины. Так, целое число обычно занимает ячейку из двух байт, действительное — из четырех байт, и т.д.

ПЛАТЫ И МИКРОСХЕМЫ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ (ЗУ)

Прежде чем говорить о них, рассмотрим, что такое «запоминающее устройство» вообще и виды ЗУ.

Запоминающие устройства предназначены для хра­нения программ и данных и делятся на несколько ви­дов:

• оперативные (ОЗУ),

• кэш-память,

• постоянные (ПЗУ),

• внешние.

ОПЕРАТИВНОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ОЗУ)

Оперативная память. Очень важным элементом компьютера является оперативная память (ОЗУ). Именно из нее процессор берет программы и исходные данные для обработки, в нее он записывает полученные ре­зультаты. Часто для оперативной памяти используют обозначение RAM (Random Access Memory, то есть память с произвольным доступом).

Название «оперативная» эта память получила потому, что она работает очень быстро, так что процессору практически не прихо­дится ждать при чтении данных из памяти или записи в память. Одна­ко содержащиеся в ней данные сохраняются только пока компьютер включен.

 Внимание! Оперативная память обеспечивает хранение информации лишь в течение сеанса работы ПЭВМ. После выключе­ния ПЭВМ из сети данные, хранимые в ОЗУ, теряются безвозвратно!

Характеристики ОЗУ:

— объем памяти в современной ПЭВМ может дости­гать 128 Мбайт. Практически необходим объем не менее 16 Мбайт;

— время выборки данных из ОЗУ нормальным счи­тается 70 наносекунд (нс).

— адресное пространство памяти, т.е. максимально возможный объем оперативной памяти, в настоя­щее время оно должно быть не менее 128 Мбайт.

КЭШ-ПАМЯТЬ

Это сверхбыстродействующее ОЗУ — вре­мя выборки — 15—20 нс. Используется для ускорения операций в памяти ПЭВМ. В кэш-память записывается та часть информации из ОЗУ, с которой процессор рабо­тает в данный момент. Кэш-память может содержать до трех уровней и иметь объем до 2 Мбайт.

ПОСТОЯННОЕ ЗАПОМИНАЮЩЕЕ УСТРОЙСТВО (ПЗУ)

Эта часть памяти доступна лишь для чтения данных и программ, «зашитых» в него при изготовлении ПЭВМ.

В IBM-совместимых ПЭВМ ПЗУ реализовано отдельной микросхемой, в нем хранится часть операционной системы — базовая система ввода-вывода (BIOS). Она обес­печивает включение ПЭВМ в работу и тестирование его устройств.

В ПЗУ находятся:

• тестовые программы, проверяющие при каждом включении компьютера правильность работы его блоков;

• программы для управления дисководом, монитором и клавиатурой;

• информация о том, где на диске находится операционная система.

 ВНИМАНИЕ! ПЗУ пользовательских документов не хранит!