3.2. Устройство и размеры оперативной памяти

Представьте себе тетрадный листок в клеточку. В каждую клетку вы имеете право записать карандашом какую-нибудь букву, или цифру, или знак +, или вообще любой символ, который можно най­ти на клавиатуре. А можете и стереть ластиком написанное и запи­сать другой символ. Много ли букв можно записать на листе? Ровно столько, сколько на нем клеток.

Оперативная память компьютера устроена аналогично этому листу. Только размер ее гораздо меньше, чем у тетрадного листа, а клеточек гораздо больше, и каждая клеточка называется байтом. Для запоминания слова КОШКА понадобится 5 байт. На странице вашего учебника около 1000 букв и других символов (включая за­нятые, точки и пробелы); значит, для запоминания страницы текста нужно 1000 байт. Оперативная память компьютера электронная. Информация хранится в ней в виде электрических импульсов или потенциалов в миниатюрных электронных схемах и передается из одного места в другое со скоростью, близкой к скорости света. Запись, стирание, считывание информации из нее осуществляются по приказам про­цессора в соответствии с программой меньше чем за десятимилли­онную долю секунды.

3.3. Взаимодействие программ в памяти

Внутри компьютера в специальном постоянном запоминающем устройстве находится программа диагностики компьютера. Как только вы включаете компьютер, он всегда начинает выполнять именно ее. Если в результате ее выполнения компьютер решит, что его здоровье в порядке, он продолжает работу и обязательно пере­писывает в память с винчестера ос­новную часть так называемой операционной системы (ОС) - комплекса программ, предназначенного для того, чтобы обеспечить человеку и созданным им программам нормальную работу на компьютере. Переписав ОС, компьютер сразу же переходит к ее выполнению и в процессе выполнения останавлива­ется на той ее команде, которая приказывает ему ждать указаний от человека, что делать дальше. Вы решаете, например, что вам нужно работать с языком Бейсик, вставляете в дисковод дискету с ним и нажатием нескольких клавиш указываете компьютеру запустить Бейсик в работу. После этого процессор переходит к выполнению следующих команд ОС, которые воспринимают ваше указание и вы­полняют его, в результате чего переписывают (загружают) боль­шую комплексную программу, которой является Бейсик, и запускают эту программу на выполнение.

Важно понимать, что запуск на выполнение целой программы - Бейсика явился результатом выполнения очередной команды другой программы - ОС (говорят, что ОС вызывает Бейсик или управление передается Бейсику).От того, что начал выполняться Бейсик, ОС не ушла в небытие, она осталась в памяти и ждет, когда Бейсик, как и положено каждой порядочной программе, решив поставленные человеком задачи, закончит свою работу и уступит место. В этот момент ОС продолжит свою работу с команды, которая следует сразу же за той, что запус­кала Бейсик (говорят, что управление возвращается к ОС). Вы­полнив несколько следующих своих команд, ОС снова натыкается на свою команду, которая приказы­вает компьютеру ждать указаний от человека, что делать дальше. На этот раз человек может пожелать поиграть в какую-нибудь игру. ОС переписывает программу игры с дискеты или с винчестера в память и затем вызыва­ет ее. После окончания игры управление снова возвращается к ОС и т. д. Так и проходит с утра до вечера работа на компьютере: после выполнения очередного желания человека ОС получает управление, выполняет некоторую подготовительную ра­боту ("чистит" память и т. п.) и снова ждет от человека новых по­желаний. ОС бывают разные, самые популярные на персональных компьютерах - MS-DOS, Windows разных версий.

А теперь рассмотрим подробнее период между запуском Бейсика и завершением его работы. Бейсик, получив управление, выполняет некоторые подготовительные действия и останавливается на той своей команде, которая ожидает ввода ва­шей программы. Вы вводите с клавиатуры свою программу умно­жения, после чего Бейсик продолжает работу и следующие его ко­манды отправляют вашу программу в память. Затем Бейсик оста­навливается на другой своей команде, ждущей пожеланий человека. Здесь вы можете пожелать исправить программу, запустить ее на выполнение, сохранить ее на диске и т. д. Предположим, вы прика­зываете выполнять программу. Тогда следующие команды Бейсика, проанализировав ваш приказ, выполняют вашу программу, то есть происходит примерно то, что подробно описано в разделе 3.1.

Обратите внимание на то, сколько программ находится в этот момент в оперативной памяти. Во-первых, это ОС, во-вторых, это Бейсик, ко­торый выполняет вашу программу, а, выполнив, будет ждать от вас дальнейших приказов. И, в-третьих, это сама ваша программа умно­жения. Это обычная практика работы всех компьютеров: в памяти может одновременно находиться от нескольких до нескольких де­сятков программ. Во многих из них есть команды, которые переда­ют управление другим программам, а затем получают его обратно. Такая передача управления происходит очень часто и нередко авто­матически, без ведома человека. Начинающий программист может ничего этого и не знать. Ему достаточно знать те несколько клавиш, которые он должен нажать и, приказов, которые он должен отдать, чтобы добраться до среды своего языка программирования и произ­водить там элементарные действия - ввод программы, ее исправле­ние, запуск и т. д.