Сейчас наблюдается тенденция передачи техническим средствам части (подчас большой) функций программного обеспечения. Значит, количество информации, содержащейся в ЭВМ, уменьшается? Наоборот, оно неуклонно увеличивается по мере совершенствования и развития самих ЭВМ. Просто сказывается естественный процесс концентрации информации, о котором мы еще будем иметь повод поговорить подробнее.
Итак, современная ЭВМ — совокупность комплексов технических средств и программного обеспечения. Комплекс технических средств, в свою очередь, подразделяется на три системы: систему памяти, систему, занимающуюся собственно переработкой информации, и систему, обеспечивающую обмен информацией с внешней средой. Схематически структура ЭВМ представлена на рисунке 4.
Рис. 4.
Система памяти — важнейшая. В памяти хранится как информация, подлежащая переработке, так и информация, управляющая самой переработкой.
Количество информации, с которой имеет дело ЭВМ, огромное. Сегодня самой употребляемой единицей количества информации применительно к ЭВМ стал так называемый байт. Байт — это группа из восьми двоичных символов (двоичный символ принимает одно из двух возможных значений, скажем, либо 0, либо 1). Следовательно, каждый байт представляет собой результат выбора одной из 256 возможностей. Количество информации, заключенной в байте, равно соответственно 8 бит.
Во второй беседе мы стремились показать, как буквам латинского алфавита поставить в соответствие группы из пяти двоичных символов. Количество возможностей при этом ограничивалось 32. Если использовать не только строчные, но и прописные буквы, количество возможностей удваивается. Потребуется группа из шести двоичных символов (64 возможности): XXXXXX (где X может быть либо 0, либо 1).
Желание оперировать, кроме букв алфавита, арабскими цифрами, служебными знаками, в том числе знаками, обозначающими математические операции, и часто встречающимися в научной литературе греческими буквами, требует удвоить это количество. Итого семь двоичных символов, то есть выбор одной из 128 возможностей. Для сравнения укажем, что современная пишущая машинка японской фирмы «Брозер» печатает на бумаге 96 различных знаков.
Восьмой двоичный символ байта используется для контроля. Как конкретно это делается, мы опишем дальше. А пока ясно, что байт соответствует знаку некоторого расширенного алфавита. Условно назовем его алфавитом научно-технической литературы.
Вернемся к памяти. Объем памяти даже небольших ЭВМ, которые все еще принято называть микроЭВМ (хотя оснований для использования приставки «микро» все меньше и не потому, что машины становятся больше, а, наоборот, относительно крупные машины постепенно отмирают, как это в свое время произошло с динозаврами), измеряется сегодня миллиардами байт, или гигабайтами, сокращенно Гбайт.
Здесь опять надо сделать оговорку. Часть памяти ЭВМ реализуется на магнитных дисках и магнитных лентах. Магнитный диск или катушка с магнитной лентой снимается с соответствующего устройства и хранится в шкафу. В этом смысле объем памяти ЭВМ ограничивается только вместимостью шкафа. Но это не все, ЭВМ с каждым днем все чаще становится членом большого коллектива. Их соединяют между собой в разветвленные сети, или подсоединяют к телефонным сетям, обеспечивая доступ к разного рода хранилищам информации. Видимо, в недалеком будущем любая ЭВМ получит доступ ко всей накопленной информации в национальных или даже глобальных масштабах.
Тем не менее нужно чем-то ограничиться. Поэтому будем считать памятью конкретной ЭВМ лишь ту часть памяти, к которой можно обратиться непосредственно без замены диска или катушки с лентой или без обращения в центральное хранилище по каналу связи. Объем такой памяти измеряется гигабайтами.
Рис. 5.
Для удобства обращения к столь большим объемам требуется систематизация информации. Поэтому память современной ЭВМ, как правило, имеет иерархическую структуру (рис. 5). Она напоминает своеобразную пирамиду. У острия пирамиды располагается часть памяти относительно небольшого объема и в то же время наиболее доступная — обращение к ней требует минимальных затрат времени. По этой причине часть памяти, расположенную у острия пирамиды, обычно называют оперативной или даже сверхоперативной.