), sākot no pirmās grafikas adapteri MDA un CGA uz jaunākajām AMD un NVIDIA arhitektūrām. Tagad ir kārta izsekot, kā attīstījās centrālie procesori — vienlīdz svarīga jebkura datora sastāvdaļa. Šajā materiāla daļā mēs runāsim par pagājušā gadsimta 70. gadiem un līdz ar to arī pirmajiem 4 un 8 bitu risinājumiem.

Pirmie centrālie procesori bija simtkāji

1940.–1960

Pirms iedziļināties centrālo procesoru attīstības vēsturē, ir jāpasaka daži vārdi par datoru attīstību kopumā. Pirmie CPU parādījās 20. gadsimta 40. gados. Tad viņi strādāja, izmantojot elektromehāniskos relejus un vakuuma caurules, un tajos izmantotie ferīta serdeņi darbojās kā atmiņas ierīces. Lai darbinātu datoru, kura pamatā ir šādas mikroshēmas, bija nepieciešams milzīgs skaits procesoru. Šāds dators bija milzīgs korpuss diezgan lielas telpas lielumā. Tajā pašā laikā tas izlaida lielu enerģijas daudzumu, un tā veiktspēja atstāja daudz vēlamo.

Dators, izmantojot elektromehāniskos relejus

Taču jau 50. gados tranzistorus sāka izmantot procesoru konstrukcijās. Pateicoties to izmantošanai, inženieri varēja sasniegt vairāk liels ātrums mikroshēmu darbību, kā arī samazināt to enerģijas patēriņu, bet palielināt uzticamību.

60. gados tika izstrādāta integrālo shēmu ražošanas tehnoloģija, kas ļāva izveidot mikroshēmas ar tranzistoriem, kas atrodas uz tiem. Pats procesors sastāvēja no vairākām šādām shēmām. Laika gaitā tehnoloģijas ir ļāvušas novietot visu liels daudzums tranzistori mikroshēmā, un tāpēc tika samazināts CPU izmantoto integrālo shēmu skaits.

Tomēr procesora arhitektūra joprojām bija ļoti, ļoti tālu no tā, ko mēs redzam šodien. Taču IBM System/360 izlaišana 1964. gadā toreizējo datoru un centrālo procesoru dizainu nedaudz pietuvināja mūsdienu – galvenokārt attiecībā uz darbu ar programmatūru. Fakts ir tāds, ka pirms šī datora parādīšanās visas sistēmas un procesori strādāja tikai ar programmas kods, kas tika rakstīts tieši viņiem. Savos datoros IBM bija pirmais, kas izmantoja atšķirīgu filozofiju: visa dažādas veiktspējas CPU līnija atbalstīja vienu un to pašu instrukciju kopumu, kas ļāva rakstīt programmatūru, kas darbotos ar jebkādām System/360 modifikācijām.

IBM System/360 dators

Atgriežoties pie System/360 saderības tēmas, jāuzsver, ka IBM šim aspektam pievērsa lielu uzmanību. Piemēram, mūsdienu datori zSeries līnijas joprojām atbalsta darbību programmatūra, rakstīts System/360 platformai.

Neaizmirstiet par DEC (Digital Equipment Corporation), proti, tās PDP (Programmed Data Processor) datoru līniju. Uzņēmums tika dibināts 1957. gadā, un 1960. gadā tas izlaida savu pirmo minidatoru PDP-1. Ierīce bija 18 bitu sistēma un bija mazāka nekā tā laika lieldatori, aizņemot “tikai” telpas stūri. Datorā tika integrēts CRT monitors. Interesanti, ka pirmais pasaulē datorspēle sauc par Kosmosa karu! tika rakstīts īpaši PDP-1 platformai. Datora izmaksas 1960. gadā bija 120 000 USD, kas bija ievērojami zemākas par citu lieldatoru cenu. Tomēr PDP-1 nebija īpaši populārs.

Dators PDP-1

DEC pirmā komerciāli veiksmīgā ierīce bija PDP-8 dators, kas tika izlaists 1965. gadā. Atšķirībā no PDP-1, jauna sistēma bija 12 bitu. PDP-8 izmaksas bija 16 tūkstoši ASV dolāru – tas bija tā laika lētākais minidators. Pateicoties tik zemai cenai, ierīce kļuva pieejama rūpniecības uzņēmumiem un zinātniskajām laboratorijām. Rezultātā tika pārdoti aptuveni 50 tūkstoši šo datoru. Īpatnējs arhitektūras iezīme PDP-8 procesors kļuva par tā vienkāršību. Tātad tai bija tikai četri 12 bitu reģistri, kas tika izmantoti uzdevumiem dažādi veidi. Tajā pašā laikā PDP-8 saturēja tikai 519 loģiskos vārtus.

Dators PDP-8. Kadrs no filmas “Trīs Kondora dienas”

PDP procesoru arhitektūra tieši ietekmēja 4 un 8 bitu procesoru dizainu, kas tiks apspriests tālāk.

Intel 4004

1971. gads iegāja vēsturē, kad parādījās pirmie mikroprocesori. Jā, jā, tādi risinājumi, kas mūsdienās tiek izmantoti personālajos datoros, klēpjdatoros un citās ierīcēs. Un tad nupat tika dibināta viena no pirmajām, kas sevi paziņoja Intel uzņēmums, laižot klajā 4004, pasaulē pirmo komerciāli pieejamo vienas mikroshēmas procesoru.

Pirms pāriet tieši uz 4004 procesoru, ir vērts pateikt dažus vārdus par pašu Intel. To 1968. gadā izveidoja inženieri Roberts Noiss un Gordons Mūrs, kuri līdz tam strādāja Fairchild Semiconductor labā, un Endrjū Grovs. Starp citu, tieši Gordons Mūrs publicēja labi zināmo “Mūra likumu”, saskaņā ar kuru katru gadu tranzistoru skaits procesorā dubultojas.

Jau 1969. gadā, tikai gadu pēc dibināšanas, Intel saņēma Japānas kompānijas Nippon Calculating Machine (Busicon Corp.) pasūtījumu ražot 12 mikroshēmas augstas veiktspējas galda kalkulatoriem. Sākotnējo mikroshēmu dizainu ierosināja pats Nippon. Tomēr Intel inženieriem šī arhitektūra nepatika, un amerikāņu uzņēmuma darbinieks Teds Hofs ierosināja samazināt mikroshēmu skaitu līdz četrām, izmantojot universālu. centrālais procesors, kas būtu atbildīgs par aritmētiskajām un loģiskajām funkcijām. Papildus centrālajam procesoram mikroshēmas arhitektūrā bija iekļauta RAM lietotāja datu glabāšanai, kā arī ROM programmatūras glabāšanai. Pēc galīgās mikroshēmas struktūras apstiprināšanas turpinājās darbs pie mikroprocesora dizaina.

1970. gada aprīlī Intel inženieru komandai pievienojās itāļu fiziķis Federiko Fagins, kurš arī iepriekš bija strādājis uzņēmumā Fairchild. Viņam bija liela pieredze datorloģikas projektēšanā un MOS (metāla-oksīda-pusvadītāju) silīcija vārtu tehnoloģijās. Pateicoties Federiko ieguldījumam, Intel inženieriem izdevās apvienot visas mikroshēmas vienā mikroshēmā. Šādi tika izlaists pasaulē pirmais mikroprocesors 4004.

Intel 4004 procesors

Kas attiecas uz tehniskajiem parametriem Intel 4004, pēc mūsdienu standartiem, protams, tie bija vairāk nekā pieticīgi. Mikroshēma tika ražota, izmantojot 10 μm procesa tehnoloģiju, tajā bija 2300 tranzistori un tā darbojās ar 740 kHz frekvenci, kas nozīmēja, ka tā varēja veikt 92 600 darbības sekundē. Kā formas faktors tika izmantots DIP16 iepakojums. Intel 4004 izmēri bija 3x4 mm, un sānos bija kontaktu rindas. Sākotnēji visas tiesības uz mikroshēmu piederēja Busicom, kas plānoja mikroprocesoru izmantot tikai paša ražotos kalkulatoros. Tomēr viņi ļāva Intel pārdot savas mikroshēmas. 1971. gadā ikviens varēja iegādāties 4004 procesoru par aptuveni 200 USD. Starp citu, nedaudz vēlāk Intel nopirka visas tiesības uz procesoru no Busicom, paredzot mikroshēmas svarīgu lomu turpmākajā integrālo shēmu miniaturizācijā.

Neskatoties uz procesora pieejamību, tā darbības joma aprobežojās ar Busicom 141-PF kalkulatoru. Tāpat jau ilgāku laiku klīda runas, ka bezpilota kosmosa kuģa Pioneer 10 borta datora projektēšanā izmantots Intel 4004, kas kļuva par pirmo starpplanētu zondi, kas lidojusi netālu no Jupitera. Šīs baumas tieši atspēko fakts, ka Pioneer borta datori bija 18 vai 16 bitu, bet Intel 4004 bija 4 bitu procesors. Tomēr ir vērts atzīmēt, ka NASA inženieri apsvēra iespēju to izmantot savās ierīcēs, taču uzskatīja, ka mikroshēma nav pietiekami pārbaudīta šādiem nolūkiem.

Intel 4040 procesors

Trīs gadus pēc Intel 4004 procesora izlaišanas tika izlaists tā pēctecis 4 bitu Intel 4040. Mikroshēma tika ražota, izmantojot to pašu 10 μm procesa tehnoloģiju un darbojās ar tādu pašu takts frekvenci 740 kHz. Tomēr procesors ir kļuvis nedaudz sarežģītāks un saņēmis bagātīgāku funkciju komplektu. Tādējādi 4040 bija 3000 tranzistori (par 700 vairāk nekā 4004). Procesora formas faktors palika nemainīgs, taču 16 kontaktu vietā tika izmantots 24 kontaktu DIP. Starp 4040 uzlabojumiem ir vērts atzīmēt atbalstu 14 jaunām komandām, palielinātu steka dziļumu līdz 7 līmeņiem un atbalstu pārtraukumiem. "Sorokovaya" tika izmantota galvenokārt pārbaudes ierīcēs un iekārtu kontrolē.

Intel 8008

Papildus 4 bitu procesoriem 70. gadu sākumā Intel arsenālā parādījās arī 8 bitu modelis 8008. Tā pamatā bija 4004 procesora 8 bitu versija ar mazāku pulksteņa frekvence. Tam nevajadzētu būt pārsteidzošam, jo ​​8008 modeļa izstrāde tika veikta paralēli 4004 izstrādei. Tātad 1969. gadā Computer Terminal Corporation (vēlāk Datapoint) uzdeva Intel izveidot procesoru Datapoint termināļiem, nodrošinot tiem arhitektūras diagramma. Tāpat kā ar 4004, Teds Hofs ierosināja integrēt visas mikroshēmas vienā mikroshēmā, un CTC piekrita šim priekšlikumam. Izstrāde noritēja raiti līdz pabeigšanai, taču 1970. gadā CTC atteicās gan no mikroshēmas, gan no turpmākās sadarbības ar Intel. Iemesli bija triviāli: Intel inženieri neieguldīja ieguldījumus izstrādes termiņos, un nodrošinātā “akmens” funkcionalitāte neatbilda CTC prasībām. Līgums starp abām kompānijām tika lauzts, un Intel saglabāja tiesības uz visām izstrādnēm. Par jauno mikroshēmu sāka interesēties Japānas kompānija Seiko, kuras inženieri vēlējās izmantot jauns procesors savos kalkulatoros.

Intel 8008 procesors

Tā vai citādi pēc sadarbības beigām ar CTC Intel izstrādājamo mikroshēmu pārdēvēja par 8008. 1972.gada aprīlī šis procesors kļuva pieejams pasūtīšanai par cenu 120$. Pēc tam, kad Intel palika bez CTC atbalsta, kompānija piesardzīgi vērtēja jaunās mikroshēmas komerciālās perspektīvas, taču šaubas bija veltas – procesors pārdeva labi.

8008 tehniskie parametri lielā mērā bija līdzīgi 4004. Procesors tika ražots 18 kontaktu DIP formas koeficientā saskaņā ar 10 μm tehnoloģiju standartiem un tajā bija 3500 tranzistori. Iekšējā kaudze atbalstīja 8 līmeņus un atbalstīto apjomu ārējā atmiņa bija līdz 16 KB. 8008 takts frekvence tika iestatīta uz 500 kHz (par 240 kHz mazāka nekā 4004). Sakarā ar to 8 bitu Intel procesors bieži zaudē ātrumu līdz 4 bitiem.

Pamatojoties uz 8008, tika izveidotas vairākas datorsistēmas. Pirmais no tiem bija ne pārāk pazīstams projekts ar nosaukumu The Sac State 8008. Šī sistēma tika izstrādāta Sakramento universitātes sienās inženiera Bila Penca vadībā. Neskatoties uz to, ka Altair 8800 sistēma ilgu laiku tika uzskatīta par pirmo izveidoto mikrodatoru, Sac State 8008 ir tāds. Projekts tika pabeigts 1972. gadā un bija pilnībā funkcionāls dators pacientu medicīnisko ierakstu apstrādei un glabāšanai. Datorā bija 8008 procesors, HDD, 8 KB brīvpiekļuves atmiņa, krāsu displejs, interfeiss savienojumam ar lieldatoriem, kā arī sava operētājsistēma. Šādas sistēmas izmaksas bija ārkārtīgi augstas, tāpēc The Sac State 8008 nekad nevarēja iegūt pienācīgu izplatību, lai gan diezgan ilgu laiku tai nebija konkurentu veiktspējas ziņā.

Šādi izskatījās The Sac State 8008

Tomēr Sac State 8008 nav vienīgais dators, kas uzbūvēts uz procesora 8008. Tika izveidotas arī citas sistēmas, piemēram, amerikāņu SCELBI-8H, franču Micral N un kanādiešu MCM/70.

Intel 8080

Tāpat kā ar 4004 procesoru, pēc kāda laika arī 8008 saņēma atjauninājumu mikroshēmas 8080 veidā.Tomēr 8 bitu risinājuma gadījumā procesora arhitektūrā veiktās izmaiņas bija daudz būtiskākas.

Intel 8080 tika prezentēts 1974. gada aprīlī. Pirmkārt, jāatzīmē, ka procesora ražošana ir pārgājusi uz jaunu 6 mikronu procesa tehnoloģiju. Turklāt ražošanā tika izmantota N-MOS (n-kanālu tranzistoru) tehnoloģija - atšķirībā no 8008, kas tika ražots, izmantojot P-MOS loģiku. Jauna tehniskā procesa izmantošana ļāva mikroshēmā ievietot 6000 tranzistoru. Izmantotais formas faktors bija 40 kontaktu DIP.

8080 modelis saņēma bagātīgāku instrukciju kopu, kas ietvēra 16 datu pārsūtīšanas komandas, 31 datu apstrādes komandu, 28 tiešās adresācijas komandas un 5 vadības komandas. Procesora takts frekvence bija 2 MHz - 4 reizes lielāka nekā tā priekšgājējam. 8080 bija arī 16 bitu adrešu kopne, kas ļāva adresēt 64 KB atmiņu. Šie jauninājumi nodrošināja jaunās mikroshēmas augstu veiktspēju, kas bija aptuveni 10 reizes augstāka nekā 8008.

Intel 8080 procesors

8080 procesors savā pirmajā versijā saturēja nopietnu kļūdu, kas var izraisīt iesaldēšanu. Kļūda tika izlabota atjauninātajā mikroshēmas versijā ar nosaukumu 8080A un tika izlaista tikai sešus mēnešus vēlāk.

Pateicoties augsta veiktspēja 8080 procesors kļuva ļoti populārs. To pat izmantoja kontroles sistēmās ielu apgaismojums un luksofori. Tomēr to galvenokārt izmantoja datorsistēmās, no kurām slavenākā bija MITS Altair-8800, kas tika prezentēta 1975. gadā.

Altair-8800 darbojās ar Altair BASIC operētājsistēmu, un kā kopne tika izmantota S-100 saskarne, kas dažus gadus vēlāk kļuva par standartu visiem personālajiem datoriem. Datora tehniskie parametri bija vairāk nekā pieticīgi. Tam bija tikai 256 baiti RAM, un tam nebija ne tastatūras, ne monitora. Lietotājs darbināja datoru, ievadot programmas un datus binārā formā, noklikšķinot uz mazu taustiņu kopas, kas varēja ieņemt divas pozīcijas: augšup un lejup. Rezultāts tika nolasīts arī binārā formā - pēc nodzisušām un izgaismotām spuldzēm. Tomēr Altair-8800 kļuva tik populārs, ka tāds mazs uzņēmums kā MITS vienkārši nespēja sekot līdzi pieprasījumam pēc datoriem. Datora popularitāti tiešā veidā veicināja tā zemās izmaksas - 621 ASV dolārs. Tajā pašā laikā par 439 ASV dolāriem varēja iegādāties datoru izjauktā veidā.

Dators Altair-8800

Atgriežoties pie 8080 tēmas, jāatzīmē, ka tirgū bija daudz tā klonu. Toreizējā mārketinga ainava pilnīgi atšķīrās no šodienas, un Intel bija izdevīgi licencēt trešo pušu uzņēmumus 8080 kopijas ražošanai. Klonu ražošanā bija iesaistīti daudzi lieli uzņēmumi, piemēram, National Semiconductor, NEC. , Siemens un AMD. Jā, 70. gados AMD vēl nebija savu procesoru - uzņēmums savās iekārtās nodarbojās tikai ar citu kristālu “pārveidojumu” ražošanu.

Interesanti, ka bija arī iekšzemes procesora kopija 8080. To izstrādāja Kijevas Mikroierīču pētniecības institūts un sauca par KR580VM80A. Tika izlaistas vairākas šī procesora versijas, tostarp izmantošanai militārajos objektos.

"Neatkarīgā" KR580VM80A

1976. gadā tas parādījās atjaunināta versija mikroshēma 8080, kas saņēma indeksu 8085. Jaunais kristāls tika ražots, izmantojot 3 mikronu tehnisko procesu, kas ļāva mikroshēmā ievietot 6500 tranzistorus. Procesora maksimālais takts frekvence bija 6 MHz. Atbalstīto instrukciju komplektā bija 79 instrukcijas, starp kurām bija divas jaunas instrukcijas pārtraukumu kontrolei.

Zilog Z80

Galvenais notikums pēc 8080 iznākšanas bija Federiko Fagina atlaišana. Itālis nepiekrita uzņēmuma iekšējai politikai un nolēma aiziet. Kopā ar bijušo Intel vadītāju Ralfu Ungermanu un japāņu inženieri Masatoshi Shima viņš nodibināja uzņēmumu Zilog. Tūlīt pēc tam sākās jauna procesora izstrāde, kas pēc savas arhitektūras ir līdzīgs 8080. Tā 1976. gada jūlijā parādījās Zilog Z80 procesors, kas bija saderīgs ar 8080.

Federiko Fagins (pa kreisi)

Salīdzinot ar Intel 8080, Zilog Z80 bija daudz uzlabojumu, piemēram, paplašināta instrukciju kopa, jauni reģistri un instrukcijas tiem, jauni pārtraukumu režīmi, divi atsevišķi reģistru bloki un iebūvēta dinamiskās atmiņas atjaunošanas shēma. Turklāt Z80 izmaksas bija daudz zemākas nekā 8080.

Runājot par tehniskajiem parametriem, procesors tika ražots pēc 3-μm tehnoloģiskajiem standartiem, izmantojot N-MOS un CMOS tehnoloģijas. Z80 bija 8500 tranzistori, un tā laukums bija 22,54 mm2. Z80 takts frekvence mainījās no 2,5 līdz 8 MHz. Datu kopnes platums bija 8 biti. Procesoram bija 16 bitu adrešu kopne, un adresējamās atmiņas apjoms bija 64 KB. Z80 tika ražots vairākos formātos: DIP40 vai 44 kontaktu PLCC un PQFP.

Procesors Zilog Z80

Z80 popularitātes ziņā ļoti ātri pārspēja visus konkurējošos risinājumus, tostarp 8080. Procesors tika izmantots tādu kompāniju kā Sharp, NEC un citu datoros. Z80 atrada ceļu arī Sega un Nintendo konsolēs. Turklāt procesors tika izmantots spēļu automāti, modemi, printeri, industriālie roboti un daudzas citas ierīces.

ZX spektrs

Ierīce ar nosaukumu ZX Spectrum ir īpašas pieminēšanas vērta, neskatoties uz to, ka mūsu šodienas stāsts neattiecas uz pagājušā gadsimta 80. gadu lēmumiem. Datoru izstrādāja Lielbritānijas kompānija Sinclair Research, un tas tika izlaists 1982. gadā. ZX Spectrum bija tālu no SR pirmās izstrādes. 70. gadu sākumā uzņēmuma vadītājs un tā galvenais inženieris Klaivs Sinklērs nodarbojās ar radio komponentu pārdošanu pa pastu. 70. gadu vidū Klaivs radīja kabatas kalkulatoru, kas kļuva par uzņēmuma pirmo veiksmīgo izgudrojumu. Ņemiet vērā, ka uzņēmums nebija tieši iesaistīts kalkulatora izstrādē. Viņiem izdevās atrast veiksmīgu dizaina, funkcionalitātes un izmaksu kombināciju, pateicoties kurām ierīce tika labi pārdota. Nākamā Sinclair ierīce arī bija kalkulators, taču ar bagātīgāku funkciju komplektu. Ierīce bija paredzēta "progresīvākai" auditorijai, taču tai neizdevās gūt lielus panākumus.

Klaivs Sinklērs - ZX Spectrum "tēvs".

Pēc kalkulatoriem Sinklērs nolēma pievērsties pilnvērtīgu datoru izstrādei, un no 1980. līdz 1981. gadam parādījās ZX mājas datoru līnija: ZX80 un ZX81. Bet vispopulārākais risinājums bija 1982. gadā izlaista sistēma ar nosaukumu ZX Spectrum. Sākotnēji tai bija paredzēts ienākt tirgū ar nosaukumu ZX83, taču pēdējā brīdī tika nolemts ierīci pārdēvēt, lai uzsvērtu datora atbalstu krāsainajiem attēliem.

ZX Spectrum kļuva populārs galvenokārt tā vienkāršības un zemo izmaksu dēļ. Dators izskatījās spēļu konsole. Tam caur ārējām saskarnēm tika pieslēgts televizors, kas tika izmantots kā monitors, un kasešu magnetofons, kas kalpoja kā atmiņas ierīce. Uz Spectrum korpusa bija daudzfunkcionāla tastatūra ar 40 gumijas taustiņiem. Katrai pogai, darbojoties dažādos režīmos, bija līdz pat septiņām nozīmēm.

ZX Spectrum dators

Arī ZX Spectrum iekšējā arhitektūra bija diezgan vienkārša. Pateicoties ULA (Uncommitted Logic Array) tehnoloģijas izmantošanai, galvenā datora shēmas daļa tika novietota uz vienas mikroshēmas. Centrālais procesors bija Zilog Z80 ar takts frekvenci 3,5 MHz. RAM apjoms bija 16 vai 48 KB. Tiesa, daži trešo pušu ražotāji ražoja 32 KB atmiņas moduļus, kas tika ievietoti vienā no Spectrum paplašināšanas portiem. ROM apjoms bija 16 KB, un dialekts tika iešūts atmiņā BASIC valoda sauc Sinclair BASIC. ZX Spectrum atbalsta tikai viena bita audio izvadi caur iebūvēto skaļruni. Dators strādāja tikai grafiskā režīmā (8 krāsas un 2 spilgtuma līmeņi). Tāpēc atbalstu teksta režīms nebija. Maksimālā izšķirtspēja bija 256x192 pikseļi.

23.06.2011 00:00

Vai jūs domājat, ka skolnieks Deniss Popovs ir paraugs? Nē, paraugstudents, kurš, iespējams, ir gudrāks par lielāko daļu pasaules iedzīvotāju, ir Džeks Eizenmans, kurš pats savu astoņu bitu datoru uzbūvēja no nulles. Un arī kurš tam uzrakstīja hex redaktoru, savu OS, vienkāršas lietojumprogrammas un pat tādas rotaļlietas kā Donkey Kong un Pong.

Džeks pēc profesijas ir programmētājs; viņš nesen absolvējis vidusskola. Saliekot datoru, viņš nolēma neievērot standarta scenāriju (kas paredz gatavu komponentu iegādi), bet gan salikt datoru no nulles, izmantojot radio komponentus, kaudzi TTL mikroshēmu, vecā tastatūra un vienkāršs televizors.

Jaunais elektronikas un programmēšanas cienītājs jau iepriekš (“uz papīra”) izstrādāja procesoru, video procesoru un citas palīgshēmas - katru detaļu, katru vadu. Un tad viņš salika savu datoru uz shēmas plates. Kad datora montāža bija pabeigta, viņš sāka rakstīt savu operētājsistēmu, vienkāršas programmas un pat spēļu lietojumprogrammas.

Jaunais dators saucas Duo Adept, tā specifikācijas ir salīdzināmas ar kādu Dandy konsoli, taču tas darbojas un pilda tam dotos uzdevumus. Dators aprīkots ar 64 kilobaitu atmiņu, no kuriem 6 kilobaiti atvēlēti paštaisīta videoadaptera videoatmiņai, kas spēj attēlot melnbaltu attēlu 240 x 208 pikseļu izšķirtspējā.

Pēc savas rakstīšanas hex redaktors projekta autors sāka veidot Duo Adept programmatūru: “zīmēšanas programmu”, “kalkulatoru” un spēles “Pong”, “Life” un Donkey Kong līdzīgu platformera rotaļlietu ar nosaukumu “Get Muffin”.

Un tu saki Deniss Popovs...

P.S. Ja jūs interesē šī tēma, lasiet par citu paštaisītu datoru, par kuru rakstījām jau maija sākumā.

Draugi, es zinu, ka terminus gigabaiti, terabaiti vai petabaiti esat dzirdējuši vairāk nekā vienu reizi. Bet ko tieši tie nozīmē, un pats galvenais, vai tas ir daudz vai maz tajā realitātē, kurā mēs dzīvojam šodien? Sīkāk aplūkosim šo jautājumu šodienas rakstā.

Tādi jēdzieni kā baits, megabaits, gigabaits un petabaits ir digitālās atmiņas apjoms. Noteikti ir noderīgi zināt, ko šie termini nozīmē, jo īpaši, ja ir jāsalīdzina informācijas apjoms, ko aizņem jūsu cietais disks, planšetdators un zibatmiņas ierīces.

To ir noderīgi zināt arī, salīdzinot datu pārraides ātrumu.

Biti, baiti un kilobaiti

Sāksim ar pamatiem, ar mazāko un nenozīmīgāko mūsdienu realitātē. Mūsdienās to ir grūti iedomāties, bet burtiski pirms 10 gadiem informācija bija ļoti “smaga”, informācijas glabāšanas ierīces bija ļoti mazas, un ar to bija kaut kā jāsadzīvo.

Mazāko krātuves vienību sauc par bitu (apzīmēts kā - b). Tas spēj saglabāt tikai vienu bināro ciparu — 1 vai 0. Kad mēs atsaucamies uz bitu, it īpaši kā daļu no lielākas vērtības, mēs bieži lietojam mazos burtus “b”. Piemēram, kilobits ir tūkstotis bitu, un megabits ir tūkstotis kilobitu. Kad mēs izgriezīsim 40 megabitus, mēs izmantosim šādu konstrukciju - 40 megabaiti (Mb).

Pēc bita nāk baits (B). Baits satur astoņus bitus. Saīsinātā baita forma ir burts “B”. Piemēram, vidēji viena vārda saglabāšanai nepieciešami aptuveni 10 B.

Nākamais solis uz augšu no baita ir kilobaits (kbaits), kas atbilst 1024 datu baitiem (vai 8192 bitiem). Mēs saīsinām kilobaitus līdz kbaitiem. Lai saglabātu vienu vienkārša teksta lappusi, ir nepieciešami aptuveni 10 KB.

Megabaiti (MB)

Tagad mēs zinām, ka vienā megabaitā (MB) ir 1024 KB. Tagad ir ko vizualizēt, un šeit man ir ļoti interesanta informācija. 90. gadu beigās patēriņa preces (masveida ražošana), piemēram, cietie diski, mēra megabaitos. Šeit ir daži piemēri, cik daudz jūs varat uzglabāt megabaitos:

1 MB = 400 grāmatas lappuses

5 MB = vidēji 4 minūšu mp3 dziesma

650 MB = 1 CD-ROM ar 70 minūtēm audio

1024 baiti = viens kilobaits;

1024 kilobaiti = viens megabaits;

Gigabaiti (GB, GB)

Šeit mēs nonākam pie reālistiskākiem skaitļiem. Neskatoties uz to, ka informācijas glabāšanas ierīces ir tikušas diezgan tālu. Visizplatītākais apjoms ir ierīces, kuru izmērs ir gigabaiti. Jā, lielākā daļa cietie diskišodien tos mēra terabaitos, bet visas pārējās ierīces pagaidām informāciju glabā gigabaitu atmiņas ierīcēs (tostarp atmiņas kartes, viedtālruņa atmiņa, SSD diskdziņi)

Piemēri no dzīves:

1 GB = 9 metri grāmatu plauktā

4,7 GB = viena DVD-ROM ietilpība

7 GB = cik daudz datu apmaināsit stundā, skatoties straumes HD kvalitātē

Terabaiti (TB)

Viens terabaits (TB, TB) satur 1024 GB. Pašlaik TB darbojas kā visizplatītākā informācijas vienība, kad runa ir par standarta izmēra cietajiem diskiem (nevis SSD).

Piemēri no dzīves:

1 TB = 200 000 5 minūšu dziesmu; 310 000 šāvienu; vai 500 stundu filmas.

10 TB = Habla kosmiskā teleskopa iegūto datu apjoms gadā

24 TB = video datu apjoms, kas katru dienu augšupielādēts pakalpojumā YouTube 2016. gadā.

Petabaiti (Pb, PB)

Vienā petabaitā (PB) ir 1024 TB (jeb aptuveni miljons GB). Pēc neilga laika mēs redzēsim, ka petabaiti aizstās terabaitus kā standarta mērījumu patērētāju līmeņa krātuvei nākotnē.

Piemēri no dzīves:

1 PB = 500 miljardi lappušu standarta teksts(vai 745 miljoni diskešu)

1,5 PB = 10 miljardi fotoattēlu pakalpojumā Facebook

20 PB = Google katru dienu apstrādāto datu apjoms 2008. gadā!!!

Eksabaits (Eb, Ebaits)

Vienā eksabaitā (Ebaitā) ir 1024 PB. Šeit mēs nonākam pie biznesa gigantiem, proti, Amazon, Google, Yandex, Facebook, VKontakte (kas apstrādā neticami daudz datu). Tieši šajos uzņēmumos cilvēki zina par šādiem apjomiem un var iedomāties, cik tas ir. Patērētāju līmenī daži (bet ne visi) failu sistēmas, lietots operētājsistēmasšodien ir ierobežojums kaut kur Exabytes

Piemēri no dzīves:

1 EB = 11 miljoni 4K videoklipu;

5 Eb = visi cilvēcei zināmie vārdi;

Saraksts ir nepilnīgs, joprojām ir zettabaiti un jotabaiti. Bet, godīgi sakot, eksabaiti jau ir astronomisks skaitlis, kam tagad praktiski nav reāla pielietojuma.

Kas ir informācija datora laukā?

Mūsdienās diezgan populāri ir elektroniskie datori ar 1 terabaita atmiņas ietilpību. Cik tas ir GB vai MB? Lai saprastu, kas ir informācija un kā to pārtulkot no viena mēra uz otru, pirmkārt, ir jāsaprot, ka datorvidē jebkuri simboli tiek attēloti binārā formā nulles un vieninieku formā. Datormašīna, saņemot komandas un datus no ievadierīcēm, spēj saglabāt, apstrādāt un tulkot informāciju mums zināmajā formā izvadmehānismā, piemēram, monitorā, tālruņa, planšetdatora vai citas tehniskas ierīces ekrānā.

Lai tulkotu jebkura veida informāciju – tekstu, grafiku, audio vai video – tiek izmantota datu transformācija, ko sauc par kodējumu. Tātad, jūs varat konvertēt datus no decimāldaļas uz bināro sistēmu un otrādi. Informācija tiks aprēķināta baitos, megabaitos, terabaitos. Varat jautāt, cik gigabaitu ir terabaitā. Par to mēs runāsim nedaudz vēlāk, kad aprakstīsim informācijas tulkošanas sistēmu.

Piemērs informācijas pārveidošanai no decimālo skaitļu sistēmas uz bināro sistēmu un to uzglabāšanas mēru

Pieņemsim skaitli 156 decimālajā sistēmā. Mums tas ir jāpārvērš digitālā formātā. Kā to izdarīt manuāli? Tas ir jāsadala ar 2, līdz tas kļūst neiespējams.

1. Pirmā darbība: 156/2=78. Dalījuma atlikusī daļa ir 0, tas būs pēdējais cipars informācijas mērīšanas binārajā sistēmā, un attiecīgi tas tiek ievadīts noteiktās datora ierīces atmiņas šūnās un saglabāts bitu veidā - minimālais informācijas mērs. .
2. Nākamais - 78/2=39. Dalījuma atlikusī daļa atkal ir 0. Binārā koda priekšpēdējais cipars atkal būs 0. Tas aizņem ļoti maz vietas, tāpēc tiks aprēķināts bitos. Bet, lai ierakstītu milzīgu daudzumu video informācijas, ir nepieciešams liels datora atmiņas apjoms, piemēram, terabaits. Cik bitu tas ir, jūs jautājat? Ķersimies pie šī jautājuma.
3. Nākamais sadalīšanas posms ir interesantāks. Mums ir skaitlis 39. Tas nav pilnībā dalāms ar skaitli 2. Kas jādara? 39/2=19. Dalījuma atlikusī daļa ir 1. Šis cipars būs trešais no binārā koda beigām.
4. Turpmākā darbība - 19/2=9 (ar atlikumu 1). Mēs pierakstām atlikušo daļu pirms trīs esošajiem atbildes cipariem.
5. 9/2=4 ar atlikumu 1. Šo vienību rakstām kā piekto no atbildes binārā koda beigām.
6. 4/2=2 bez atlikuma. Tāpēc binārajam kodam pievienojam 0.
7. 2/2=1. Dalījuma atlikusī daļa ir 0, ievadiet to kodā un neaizmirstiet pievienot atlikušo vienību.

Tātad mums izdevās pārvērst vienkāršu decimālo skaitli binārā mašīnkodā, ko dators var apstrādāt milisekundes daļā, pārvēršot to bitos. Bet pirmskaitlis aizņem ļoti maz atmiņas, salīdzinot ar grafiskie objekti vai video ierakstus HD kvalitātē. Daudzi cilvēki uzdod šādu jautājumu: "1 terabaits - cik gigabaitu un cik daudz failu var saglabāt diskā ar šādu ietilpību?" Ņemot vērā, ka terabaits ir viena no maksimālajām mērvienībām, tas ir diezgan daudz.

Esošās digitālās informācijas apjoma mērvienības

Par mazāko informācijas apjoma vienību datora laukā tiek uzskatīts bits, kura vērtība var būt 0 vai 1. Blakus tam ir baits. Tas ir vienāds ar astoņiem bitiem. Mūsdienās zibatmiņas diski, atmiņas kartes un noņemams datu nesējs vairs nevar izveidot mazāk par 1 gigabaitu. Jā, un tas tiek uzskatīts par pārāk mazu apjomu. Viņi praktiski vairs nepērk datorierīces ar jaudu iekšējā atmiņa mazāks par 1 terabaitu. Cik tas ir gigabaitos? Viens terabaits satur 1024 gigabaitus. Iespaidīgs skaitlis, vai ne? Bet tā nav robežvērtība. Informācijas apjoma mēra maksimālo vērtību uzskata par Šis brīdis jotbaits.

Vienas mērvienības pārvēršana citā

Lai pārveidotu no mazākas vienības uz lielāku informācijas daudzumu un otrādi, no lielākas uz mazāku, ir jāzina pamatlielumi un to tulkojums. Minimālā vērtība satur tikai divas rakstzīmes, un to sauc par bināru.

Nākamajai lielākajai mērvienībai ir līdzīgs nosaukums - baits. Tas satur 8 bitus un attiecīgi 16 rakstzīmes. Tālāk tiek izmantoti jau zināmie prefiksi kilo-, mega-, giga-, tera- utt., kas atbilst skaitļiem binārajā sistēmā: 2 10 = 10 2, 2 20 = 10 3, 2 30 = 10 4, 2 40 = 10 5.

Tulkošanas metode ir aprakstīta iepriekš decimālskaitļi uz bināro. Ja kāds nesaprot, cik gigabaitu ir terabaitā, izmantojiet tiešsaistes kalkulatoru, kas var automātiski aprēķināt jebkuru vērtību un mērvienību.

Kā izmantot tiešsaistes kalkulatoru, lai konvertētu mērvienības?

Ir daudz programmu skaitļu pārvēršanai no vienas mērvienības citā. Lai tulkotu jebkādu informācijas apjomu, jāatrod informācijas vienības pārveidotājs. Ja jums jāaprēķina 1 terabaits, cik MB, GB vai biti tas ir, tad tukšajā šūnā ievadiet “1”, nolaižamajā sarakstā atlasiet vērtību, no kuras jākonvertē (uz šajā gadījumā- Tb). Citā nolaižamajā sarakstā - vienība, uz kuru jāveic pārskaitījums. Tas var būt gan mazāks, gan lielāks mērījums. Atbildi saņemsi uzreiz.

Cik noņemamu zibatmiņas disku var aizstāt ar 1 TB cieto disku?

Vai esat kādreiz domājuši, cik daudz informācijas var saturēt 1 terabaita cietais disks? Cik tie ir zibatmiņas disku ar vidējo ietilpību 32 GB? 1024/32 = 32 zibatmiņas diski. Ko darīt, ja tie ir 64 giga zibatmiņas diski? Tad 1024/64 = 16 informācijas uzglabāšanas ierīces. Diezgan daudz, vai ne? Vai nav vieglāk nopirkt datora ierīce tik milzīgs izmērs un nekad vairs neuztraucieties, ka jums nav kur glabāt fotoattēlus, videoklipus, nepieciešamās programmas darbam un rotaļām?

Kā atcerēties informācijas apjoma mērvienības?

Lai ātri un viegli atcerētos, ka 1 terabaits ir gigabaitu skaits, jums tikai vienu reizi jāizlasa interesants joks par programmētājiem. Tas izklausās apmēram šādi: “Kāda ir atšķirība starp parastu cilvēku un programmētāju? Viņš domā, ka 1 kg desu ir 1000 g, bet programmētājs to lēš uz 1024 g.

Ko jūs vēlētos uzlabot šajā rakstā?: pievienojiet ilustrācijas. Wikifikējiet rakstu. Arhitektūra dators(Arhitektūra... Vikipēdija

Conexant ražotais ARM procesors, kas uzstādīts galvenokārt maršrutētājos (agrāk Advanced RISC Machine, ko uzlaboja ARM Limited. Šī arhitektūra tiek plaši izmantota iegulto sistēmu izstrādē. Tas ir saistīts ar faktu, ka dati ... ... Wikipedia

Pieprasījums pēc astoņiem bitiem varētu attiekties uz šādām vērtībām: oktets (datorzinātne), jeb baits 8 bitu krāsa 8 biti (datora arhitektūra) Trešās paaudzes spēļu sistēmas par 8 bitu konsolēm. Par spēļu estētiku 8 bitu konsolēm... ... Wikipedia

Šim terminam ir arī citas nozīmes, skatiet MIPS. MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) ir mikroprocesors, ko izstrādājusi MIPS Computer Systems (pašlaik MIPS Technologies) saskaņā ar ... ... Wikipedia

Šis raksts ir par datoru arhitektūru. Gadu (MMIX ar romiešu cipariem), skatiet 2009. MMIX (izrunā em mix) 64 bitu RISC datoru arhitektūra, ko izstrādājis Donalds Knuts ar ievērojamu Džona ieguldījumu... ... Wikipedia

Intel 80486DX2 keramikas PGA iepakojumā. Intel Celeron 400 ligzda 370 plastmasas PPGA korpusā, skats no apakšas. Intel Celeron 400 ligzda 370 plastmasas PPGA korpusā, skats no augšas ... Wikipedia

Lai pilnībā saprastu, kas ir biti, kas ir baiti un kāpēc tas viss ir vajadzīgs, vispirms nedaudz pakavēsimies pie jēdziena “Informācija”, jo uz to ir balstīts darbs. datortehnoloģijas un datu tīkli, tostarp mūsu mīļais internets.
Cilvēkam Informācija ir kādas zināšanas vai informācija, ar ko cilvēki apmainās komunikācijas procesā. Sākumā zināšanas tika apmainītas mutiski, nodotas viens otram, tad parādījās rakstīšana un informāciju sāka pārraidīt, izmantojot manuskriptus, bet pēc tam grāmatas. Datorsistēmām informācija ir dati, kas tiek savākti, apstrādāti, uzglabāti un tālāk pārsūtīti starp sistēmas daļām vai starp dažādām datorsistēmas. Bet, ja agrāk informācija tika ievietota grāmatās un tās apjomu varēja vismaz kaut kā vizuāli novērtēt, piemēram, bibliotēkā, tad digitālo tehnoloģiju kontekstā tā ir kļuvusi virtuāla un nav izmērāma, izmantojot ierasto un pazīstamo metrisko sistēmu, kurai mēs ir pieraduši. Tāpēc tika ieviestas informācijas mērvienības - biti un baiti.

Mazliet informācijas

Datorā informācija tiek glabāta īpašos datu nesējos. Šeit ir visvienkāršākie un pazīstamākie vairumam no mums:

Cietais disks (HDD, SSD) - optiskais disks(CD, DVD) - noņemami USB diskdziņi (zibatmiņas diski, USB-HDD) - atmiņas kartes (SD, microSD utt.)

Jūsu Personālais dators vai klēpjdators saņem informāciju, galvenokārt failu veidā ar dažādu datu apjomu. Katrs no šiem failiem tiek uztverts, apstrādāts, glabāts un pārraidīts ar jebkuru datu nesēju aparatūras līmenī signālu secības veidā. Ir signāls - viens, signāla nav - nulle. Tādējādi visa cietajā diskā glabātā informācija - dokumenti, mūzika, filmas, spēles - tiek uzrādīta nulles formā: 0 un vieninieki: 1. Šo skaitļu sistēmu sauc par bināro (tiek izmantoti tikai divi skaitļi).
Šeit ir viena informācijas vienība (nav nozīmes, vai tā ir 0 vai 1), un to sauc mazliet. Pats vārds mazliet nāca pie mums kā saīsinājums vārdam bi nary digi t — binārais skaitlis. Ievērības cienīgs ir tas angļu valoda Ir vārds mazliet - mazliet, gabals. Tādējādi bits ir mazākā informācijas vienība.

Cik bitu ir baitā

Kā jūs jau sapratāt iepriekš, mazliet pats par sevi ir mazākā vienība informācijas mērīšanas sistēmā. Tāpēc to lietot ir pilnīgi neērti. Tā rezultātā 1956. gadā Vladimirs Buhholcs ieviesa vēl vienu mērvienību - baits, piemēram, 8 bitu komplekts. Šeit ir vizuāls baita piemērs binārajā sistēmā:

00000001 10000000 11111111

Tādējādi šie 8 biti ir baits. Tā ir 8 ciparu kombinācija, no kurām katrs var būt vai nu viens, vai nulle. Kopā ir 256 kombinācijas. Kaut kas tamlīdzīgs.

Kilobaits, megabaits, gigabaits

Laika gaitā informācijas apjoms pieauga, un pēdējie gadiģeometriskā progresijā. Tāpēc tika nolemts izmantot SI metriskās sistēmas prefiksus: Kilo, Mega, Giga, Tera utt.
Prefikss “kilo” nozīmē 1000, prefikss “mega” nozīmē miljonu, “giga” nozīmē miljardu utt. Tajā pašā laikā nav iespējams izdarīt analoģijas starp parastu kilobitu un kilobaitu. Fakts ir tāds, ka kilobaits nav tūkstotis baitu, bet 2 līdz 10. jaudai, tas ir, 1024 baiti.

Attiecīgi megabaits ir 1024 kilobaiti vai 1048576 baiti.
Gigabaits ir vienāds ar 1024 megabaitiem vai 1048576 kilobaitiem vai 1073741824 baitiem.

Vienkāršības labad varat izmantot šādu tabulu:

Kā piemēru es vēlētos sniegt šādus skaitļus:
Standarta A4 lapa ar drukātu tekstu aizņem vidēji aptuveni 100 kilobaitus.
Parasta fotogrāfija uz vienkāršas digitālās kameras - 5-8 megabaiti
Fotogrāfijas, kas uzņemtas ar profesionālu kameru - 12-18 megabaiti
Vidējas kvalitātes mūzikas ieraksts mp3 formātā 5 minūtes - apmēram 10 megabaiti.
Parasta 90 minūšu filma, saspiesta normālā kvalitātē - 1,5-2 gigabaiti
Tā pati filma HD kvalitātē – no 20 līdz 40 gigabaitiem.

P.S.:
Tagad es atbildēšu uz jautājumiem, kurus man visbiežāk uzdod iesācēji.
1. Cik kilobitu ir megabitā? Atbilde ir 1000 kilobiti (SI sistēma)
2. Cik kilobaitu ir megabaitā? Atbilde ir 1024 kilobaiti
3. Cik kilobitu ir megabaitā? Atbilde ir 8192 kilobiti
4. Cik kilobaitu ir gigabaitā? Atbilde ir 1 048 576 kilobaiti.