), počnúc prvým grafické adaptéry MDA a CGA na najnovšie architektúry AMD a NVIDIA. Teraz je na rade sledovať, ako sa vyvíjali centrálne procesory – rovnako dôležitá súčasť každého počítača. V tejto časti materiálu si povieme niečo o 70. rokoch minulého storočia, a teda o prvých 4- a 8-bitových riešeniach.

Prvými centrálnymi procesorovými jednotkami boli stonožky

40. – 60. roky 20. storočia

Predtým, ako sa ponoríme do histórie vývoja centrálnych procesorových jednotiek, je potrebné povedať pár slov o vývoji počítačov všeobecne. Prvé CPU sa objavili už v 40. rokoch 20. storočia. Potom pracovali pomocou elektromechanických relé a vákuových trubíc a feritové jadrá, ktoré sa v nich používali, fungovali ako úložné zariadenia. Na prevádzku počítača založeného na takýchto čipoch bolo potrebné obrovské množstvo procesorov. Takýto počítač bol obrovskou skriňou s veľkosťou pomerne veľkej miestnosti. Zároveň uvoľnil veľké množstvo energie a jeho výkon zanechával veľa želaní.

Počítač využívajúci elektromechanické relé

Už v 50. rokoch sa však v konštrukciách procesorov začali používať tranzistory. Vďaka ich použitiu dokázali inžinieri dosiahnuť viac vysoká rýchlosť prevádzku čipov, a tiež znížiť ich spotrebu energie, ale zvýšiť spoľahlivosť.

V šesťdesiatych rokoch bola vyvinutá technológia výroby integrovaných obvodov, ktorá umožnila vytvárať mikročipy s tranzistormi umiestnenými na nich. Samotný procesor pozostával z niekoľkých takýchto obvodov. Postupom času technológia umožnila umiestniť všetko veľká kvantita tranzistorov na čipe, a preto sa znížil počet použitých integrovaných obvodov v CPU.

Architektúra procesora však bola stále veľmi, veľmi ďaleko od toho, čo vidíme dnes. No vydanie IBM System/360 v roku 1964 prinieslo dizajn vtedajších počítačov a CPU o niečo bližšie k tým moderným – predovšetkým z hľadiska práce so softvérom. Faktom je, že pred príchodom tohto počítača všetky systémy a procesory pracovali iba s programový kód, ktorý bol napísaný špeciálne pre nich. IBM bola vo svojich počítačoch prvá, ktorá použila inú filozofiu: celá rada CPU rôzneho výkonu podporovala rovnakú sadu inštrukcií, čo umožnilo napísať softvér, ktorý by fungoval pod akoukoľvek modifikáciou System/360.

Počítač IBM System/360

Keď sa vrátime k téme System/360 kompatibility, treba zdôrazniť, že IBM venovalo tomuto aspektu veľkú pozornosť. Napríklad, moderné počítače Linky zSeries stále podporujú prevádzku softvér, napísaný pre platformu System/360.

Nezabudnite na DEC (Digital Equipment Corporation), konkrétne na jej rad počítačov PDP (Programmed Data Processor). Spoločnosť bola založená v roku 1957 av roku 1960 vydala svoj prvý minipočítač PDP-1. Zariadenie bolo 18-bitovým systémom a malo menšiu veľkosť ako sálové počítače tej doby, pričom zaberalo „len“ roh miestnosti. Do počítača bol integrovaný CRT monitor. Zaujímavé je, že prvý na svete počítačová hra s názvom Spacewar! bol napísaný špeciálne pre platformu PDP-1. Náklady na počítač v roku 1960 boli 120 000 dolárov, čo bolo výrazne nižšie ako cena iných sálových počítačov. PDP-1 však nebol obzvlášť populárny.

Počítač PDP-1

Prvým komerčne úspešným zariadením DEC bol počítač PDP-8, uvedený na trh v roku 1965. Na rozdiel od PDP-1, nový systém bol 12-bitový. Náklady na PDP-8 boli 16 tisíc dolárov - bol to najlacnejší minipočítač tej doby. Vďaka tak nízkej cene sa zariadenie stalo dostupným pre priemyselné podniky a vedecké laboratóriá. V dôsledku toho sa predalo asi 50 tisíc týchto počítačov. Výrazný architektonický prvok Krása procesora PDP-8 spočívala v jeho jednoduchosti. Takže mal iba štyri 12-bitové registre, ktoré sa používali na úlohy rôzne druhy. Zároveň PDP-8 obsahoval iba 519 logických brán.

Počítač PDP-8. Ešte z filmu „Tri dni Kondora“

Architektúra PDP procesorov priamo ovplyvnila návrh 4- a 8-bitových procesorov, o ktorých bude reč nižšie.

Intel 4004

Rok 1971 sa zapísal do histórie ako rok, kedy sa objavili prvé mikroprocesory. Áno, áno, také riešenia, ktoré sa dnes používajú v osobných počítačoch, notebookoch a iných zariadeniach. A jeden z prvých, ktorý sa deklaroval, bol práve založený Spoločnosť Intel, uvádza na trh 4004, prvý komerčne dostupný jednočipový procesor na svete.

Pred priamym prechodom na procesor 4004 stojí za to povedať pár slov o samotnom Intel. Vytvorili ho v roku 1968 inžinieri Robert Noyce a Gordon Moore, ktorí dovtedy pracovali v prospech Fairchild Semiconductor, a Andrew Grove. Mimochodom, bol to Gordon Moore, kto zverejnil známy „Moorov zákon“, podľa ktorého sa počet tranzistorov v procesore každý rok zdvojnásobuje.

Už v roku 1969, len rok po svojom založení, dostal Intel objednávku od japonskej spoločnosti Nippon Calculating Machine (Busicon Corp.) na výrobu 12 čipov pre výkonné stolné kalkulačky. Prvotný dizajn čipov navrhol samotný Nippon. Inžinierom Intelu sa však táto architektúra nepáčila a zamestnanec americkej spoločnosti Ted Hoff navrhol znížiť počet čipov na štyri pomocou univerzálneho centrálny procesor, ktorý by bol zodpovedný za aritmetické a logické funkcie. Architektúra čipu obsahovala okrem centrálneho procesora aj RAM na ukladanie užívateľských dát, ako aj ROM na ukladanie softvéru. Po schválení konečnej štruktúry čipu pokračovali práce na návrhu mikroprocesora.

V apríli 1970 sa k inžinierskemu tímu Intel pripojil taliansky fyzik Federico Fagin, ktorý predtým tiež pracoval vo Fairchilde. Mal rozsiahle skúsenosti s návrhom počítačovej logiky a technológiami kremíkových hradel MOS (metal-oxide-semiconductor). Práve vďaka Federicovmu prispeniu sa inžinierom Intelu podarilo spojiť všetky čipy do jedného čipu. Takto bol vydaný prvý mikroprocesor 4004 na svete.

Procesor Intel 4004

Čo sa týka technické vlastnosti Intel 4004 boli teda na dnešné pomery samozrejme viac než skromné. Čip bol vyrobený pomocou 10-μm procesnej technológie, obsahoval 2 300 tranzistorov a pracoval na frekvencii 740 kHz, čo znamenalo, že mohol vykonať 92 600 operácií za sekundu. Ako tvarový faktor bol použitý obal DIP16. Rozmery Intel 4004 boli 3x4 mm a po stranách boli rady kontaktov. Pôvodne všetky práva na čip patrili spoločnosti Busicom, ktorá zamýšľala mikroprocesor využívať výlučne v kalkulačkách vlastnej výroby. Nakoniec však umožnili Intelu predávať svoje čipy. V roku 1971 si každý mohol kúpiť procesor 4004 za približne 200 dolárov. Mimochodom, o niečo neskôr Intel kúpil všetky práva na procesor od spoločnosti Busicom, čo čipu predpovedalo dôležitú úlohu pri následnej miniaturizácii integrovaných obvodov.

Napriek dostupnosti procesora bol jeho rozsah obmedzený na kalkulačku Busicom 141-PF. Už dlhšie sa tiež šepká, že Intel 4004 bol použitý pri návrhu palubného počítača bezpilotnej kozmickej lode Pioneer 10, ktorá sa stala prvou medziplanetárnou sondou, ktorá preletela blízko Jupitera. Tieto fámy priamo vyvracia fakt, že palubné počítače Pioneer boli 18- alebo 16-bitové, kým Intel 4004 bol 4-bitový procesor. Stojí však za zmienku, že inžinieri NASA zvažovali možnosť použitia vo svojich zariadeniach, no čip považovali za nedostatočne otestovaný na takéto účely.

Procesor Intel 4040

Tri roky po vydaní procesora Intel 4004 bol vydaný jeho nástupca, 4-bitový Intel 4040. Čip bol vyrobený pomocou rovnakej 10-μm procesnej technológie a pracoval na rovnakej frekvencii hodín 740 kHz. Procesor sa však stal trochu zložitejším a dostal bohatšiu sadu funkcií. 4040 teda obsahoval 3000 tranzistorov (o 700 viac ako 4004). Tvarový faktor procesora zostal rovnaký, ale namiesto 16-pinového bol použitý 24-pinový DIP. Medzi vylepšeniami 4040 stojí za zmienku podpora 14 nových príkazov, zvýšená hĺbka zásobníka na 7 úrovní a podpora prerušení. "Sorokovaya" sa používal hlavne v testovacích zariadeniach a kontrole zariadení.

Intel 8008

Okrem 4-bitových procesorov sa začiatkom 70. rokov v arzenáli Intelu objavil aj 8-bitový model 8008. V jeho jadre bola čipom 8-bitová verzia procesora 4004 s menším frekvencia hodín. To by nemalo byť prekvapujúce, keďže vývoj modelu 8008 prebiehal súbežne s vývojom modelu 4004. V roku 1969 teda spoločnosť Computer Terminal Corporation (neskôr Datapoint) poverila Intel, aby vytvoril procesor pre terminály Datapoint, ktorý im poskytne diagram architektúry. Rovnako ako v prípade 4004, Ted Hoff navrhol integráciu všetkých čipov do jedného čipu a CTC s týmto návrhom súhlasilo. Vývoj plynulo napredoval k dokončeniu, no v roku 1970 CTC opustilo čip aj ďalšiu spoluprácu s Intelom. Dôvody boli triviálne: inžinieri Intelu neinvestovali do termínov vývoja a funkčnosť poskytnutého „kameňa“ nespĺňala požiadavky CTC. Zmluva medzi týmito dvoma spoločnosťami bola ukončená a Intel si ponechal práva na všetok vývoj. O nový čip, ktorého inžinieri chceli využiť, sa začala zaujímať japonská spoločnosť Seiko nový procesor vo svojich kalkulačkách.

Procesor Intel 8008

Tak či onak, Intel po ukončení spolupráce s CTC premenoval vyvíjaný čip na 8008. V apríli 1972 bol tento procesor dostupný na objednávku za cenu 120 dolárov. Po tom, čo Intel zostal bez podpory CTC, bola spoločnosť opatrná, pokiaľ ide o komerčné vyhliadky nového čipu, no pochybnosti boli márne – procesor sa dobre predával.

Technické charakteristiky 8008 boli do značnej miery podobné ako 4004. Procesor bol vyrobený v 18-pinovom DIP formáte podľa technologických štandardov 10 μm a obsahoval 3 500 tranzistorov. Interný zásobník podporoval 8 úrovní a podporovaný objem externá pamäť mal až 16 kB. Frekvencia hodín 8008 bola nastavená na 500 kHz (o 240 kHz nižšia ako pri 4004). Vďaka tomu 8-bit procesor Intelčasto stráca rýchlosť na 4-bit.

Na základe 8008 bolo postavených niekoľko počítačových systémov. Prvým z nich bol nie príliš známy projekt s názvom The Sac State 8008. Tento systém bol vyvinutý v rámci múrov univerzity v Sacramente pod vedením inžiniera Billa Pentza. Napriek tomu, že systém Altair 8800 bol dlho považovaný za prvý vytvorený mikropočítač, The Sac State 8008 je ten pravý. Projekt bol dokončený v roku 1972 a bol plne funkčným počítačom na spracovanie a uchovávanie zdravotnej dokumentácie pacientov. Počítač obsahoval samotný procesor 8008, HDD, 8 kB Náhodný vstup do pamäťe, farebný displej, rozhranie pre pripojenie k sálovým počítačom, ako aj vlastný operačný systém. Náklady na takýto systém boli extrémne vysoké, takže The Sac State 8008 nebol nikdy schopný získať riadnu distribúciu, hoci po dlhú dobu nemal konkurenciu z hľadiska výkonu.

Takto vyzeral The Sac State 8008

The Sac State 8008 však nie je jediným počítačom postaveným na procesore 8008. Vznikli aj ďalšie systémy, napríklad americký SCELBI-8H, francúzsky Micral N a kanadský MCM/70.

Intel 8080

Podobne ako pri procesore 4004, aj 8008 sa po čase dočkala aktualizácie v podobe čipu 8080. V prípade 8-bitového riešenia však boli zmeny v architektúre procesora oveľa výraznejšie.

Intel 8080 bol predstavený v apríli 1974. V prvom rade si treba uvedomiť, že výroba procesora prešla na novú 6-mikrónovú procesnú technológiu. Navyše pri výrobe bola použitá technológia N-MOS (n-channel tranzistor) - na rozdiel od 8008, ktorý bol vyrobený pomocou P-MOS logiky. Použitie nového technického postupu umožnilo umiestniť na čip 6000 tranzistorov. Použitý tvarový faktor bol 40-pinový DIP.

Model 8080 dostal bohatšiu inštrukčnú sadu, ktorá obsahovala 16 príkazov na prenos dát, 31 príkazov na spracovanie dát, 28 príkazov na priame adresovanie a 5 riadiacich príkazov. Taktovacia frekvencia procesora bola 2 MHz – 4-krát viac ako u predchodcu. 8080 mal tiež 16-bitovú adresovú zbernicu, ktorá umožňovala adresovať 64 KB pamäte. Tieto inovácie zaistili vysoký výkon nového čipu, ktorý bol približne 10-krát vyšší ako výkon čipu 8008.

Procesor Intel 8080

Procesor 8080 vo svojej prvej revízii obsahoval vážnu chybu, ktorá mohla viesť k zamrznutiu. Chyba bola opravená v aktualizovanej revízii čipu s názvom 8080A a vydanej len o šesť mesiacov neskôr.

Vďaka vysoký výkon Procesor 8080 sa stal veľmi populárnym. Používal sa dokonca aj v riadiacich systémoch pouličného osvetlenia a semafory. Používal sa však najmä v počítačových systémoch, z ktorých najznámejší bol MITS Altair-8800, predstavený v roku 1975.

Altair-8800 bežal na operačnom systéme Altair BASIC a ako zbernica bolo použité rozhranie S-100, ktoré sa o pár rokov neskôr stalo štandardom pre všetky osobné počítače. Technické vlastnosti počítača boli viac ako skromné. Mal iba 256 bajtov RAM a nemal klávesnicu ani monitor. Používateľ ovládal počítač zadávaním programov a údajov v binárnej forme kliknutím na sadu malých kláves, ktoré mohli zaberať dve pozície: hore a dole. Výsledok bol odčítaný aj v binárnej forme – zhasnutými a rozsvietenými žiarovkami. Altair-8800 sa však stal tak populárnym, že malá spoločnosť ako MITS jednoducho nestíhala držať krok s dopytom po počítačoch. K obľúbenosti počítača priamo prispela jeho nízka cena – 621 dolárov. Zároveň ste si za 439 amerických dolárov mohli kúpiť počítač v rozloženom stave.

Počítač Altair-8800

Keď sa vrátime k téme 8080, treba poznamenať, že na trhu bolo veľa jeho klonov. Vtedajšie marketingové prostredie bolo úplne odlišné od toho, čo vidíme dnes, a pre Intel bolo ziskové licencovať spoločnosti tretích strán na výrobu kópií 8080. Na produkcii klonov sa podieľalo mnoho veľkých spoločností, ako napríklad National Semiconductor, NEC , Siemens a AMD. Áno, v 70-tych rokoch AMD ešte nemalo svoje vlastné procesory - spoločnosť sa výlučne zaoberala výrobou „prerobení“ iných kryštálov vo vlastných zariadeniach.

Zaujímavosťou je, že existovala aj domáca kópia procesora 8080. Bol vyvinutý Kyjevským výskumným ústavom mikrozariadení a niesol názov KR580VM80A. Bolo vydaných niekoľko verzií tohto procesora, a to aj pre použitie vo vojenských zariadeniach.

"Nezávislý" KR580VM80A

V roku 1976 sa objavil aktualizovaná verziačip 8080, ktorý získal index 8085. Nový kryštál bol vyrobený 3-mikrónovým technickým procesom, ktorý umožnil umiestniť na čip 6500 tranzistorov. Maximálna rýchlosť procesora bola 6 MHz. Sada podporovaných inštrukcií obsahovala 79 inštrukcií, medzi ktorými boli dve nové inštrukcie na riadenie prerušení.

Zilog Z80

Hlavnou udalosťou po vydaní 8080 bolo prepustenie Federica Faggina. Talian nesúhlasil s internou politikou spoločnosti a rozhodol sa odísť. Spolu s bývalým manažérom Intelu Ralfom Ungermannom a japonským inžinierom Masatoshi Shimom založil spoločnosť Zilog. Hneď potom sa začal vývoj nového procesora, podobného svojou architektúrou ako 8080. V júli 1976 sa tak objavil procesor Zilog Z80, binárne kompatibilný s 8080.

Federico Fagin (vľavo)

V porovnaní s Intel 8080 mal Zilog Z80 mnoho vylepšení, ako napríklad rozšírenú inštrukčnú sadu, nové registre a inštrukcie pre ne, nové režimy prerušenia, dva samostatné bloky registrov a vstavaný obvod dynamickej regenerácie pamäte. Okrem toho boli náklady na Z80 oveľa nižšie ako na 8080.

Čo sa týka technických charakteristík, procesor bol vyrobený podľa 3-μm technologických štandardov pomocou technológií N-MOS a CMOS. Z80 obsahoval 8500 tranzistorov a jeho plocha bola 22,54 mm2. Frekvencia hodín Z80 sa pohybovala od 2,5 do 8 MHz. Šírka dátovej zbernice bola 8 bitov. Procesor mal 16-bitovú adresovú zbernicu a množstvo adresovateľnej pamäte bolo 64 KB. Z80 sa vyrábal v niekoľkých formách: DIP40 alebo 44-kolíkové PLCC a PQFP.

Procesor Zilog Z80

Z80 veľmi rýchlo prekonal v obľúbenosti všetky konkurenčné riešenia, vrátane 8080. Procesor bol použitý v počítačoch firiem ako Sharp, NEC a iných. Z80 si našla cestu aj do konzol Sega a Nintendo. Okrem toho bol procesor použitý v hracie automaty, modemy, tlačiarne, priemyselné roboty a mnoho ďalších zariadení.

ZX Spectrum

Zariadenie s názvom ZX Spectrum si zaslúži osobitnú zmienku, a to aj napriek tomu, že náš dnešný príbeh sa netýka rozhodnutí z 80. rokov minulého storočia. Počítač vyvinula britská spoločnosť Sinclair Research a bol uvedený na trh v roku 1982. ZX Spectrum bolo ďaleko od prvého vývoja SR. Začiatkom 70. rokov sa šéf spoločnosti a jej hlavný inžinier Clive Sinclair zaoberali predajom rádiových komponentov poštou. V polovici 70. rokov Clive vytvoril vreckovú kalkulačku, ktorá sa stala prvým úspešným vynálezom spoločnosti. Upozorňujeme, že spoločnosť nebola priamo zapojená do vývoja kalkulačky. Podarilo sa im nájsť vydarenú kombináciu dizajnu, funkčnosti a nákladov, vďaka čomu sa zariadenie dobre predávalo. Ďalším zariadením Sinclair bola tiež kalkulačka, ale s bohatšou sadou funkcií. Zariadenie bolo určené pre „pokročilejšie“ publikum, ale nepodarilo sa mu dosiahnuť veľký úspech.

Clive Sinclair – „otec“ ZX Spectrum

Po kalkulačkách sa Sinclair rozhodol zamerať na vývoj plnohodnotných počítačov a v rokoch 1980 až 1981 sa objavil rad domácich počítačov ZX: ZX80 a ZX81. Ale najpopulárnejším riešením bol systém vydaný v roku 1982 s názvom ZX Spectrum. Pôvodne mal vstúpiť na trh pod označením ZX83, no na poslednú chvíľu sa rozhodlo o premenovaní zariadenia, aby sa zdôraznila podpora počítača pre farebné obrázky.

ZX Spectrum sa stalo populárnym predovšetkým vďaka svojej jednoduchosti a nízkej cene. Počítač vyzeral hracia konzola. Cez externé rozhrania bol k nemu pripojený televízor, ktorý slúžil ako monitor, a kazetový magnetofón, ktorý slúžil ako pamäťové zariadenie. Na tele Spectrum sa nachádzala multifunkčná klávesnica so 40 gumenými klávesmi. Každé tlačidlo malo pri prevádzke v rôznych režimoch až sedem významov.

Počítač ZX Spectrum

Vnútorná architektúra ZX Spectrum bola tiež celkom jednoduchá. Vďaka použitiu technológie ULA (Uncommitted Logic Array) bola hlavná časť obvodu počítača umiestnená na jedinom čipe. Centrálnym procesorom bol Zilog Z80 s taktovacou frekvenciou 3,5 MHz. Veľkosť pamäte RAM bola 16 alebo 48 KB. Je pravda, že niektorí výrobcovia tretích strán vyrábali 32 KB pamäťové moduly, ktoré boli vložené do jedného z rozširujúcich portov Spectrum. Objem ROM bol 16 KB a dialekt bol všitý do pamäte ZÁKLADNÝ jazyk s názvom Sinclair BASIC. ZX Spectrum podporovalo iba jednobitový zvukový výstup cez vstavaný reproduktor. Počítač pracoval iba v grafickom režime (8 farieb a 2 úrovne jasu). Preto podporujte textový režim nemal. Maximálne rozlíšenie bolo 256 x 192 pixelov.

23.06.2011 00:00

Je podľa vás školák Denis Popov vzorom? Nie, vzorovým študentom, ktorý je pravdepodobne múdrejší ako drvivá väčšina svetovej populácie, je Jack Eisenmann, ktorý si od základov postavil vlastný osembitový počítač. A tiež kto pre to napísal hex editor, svoj vlastný OS, jednoduché aplikácie a dokonca aj hračky ako Donkey Kong a Pong.

Jack je povolaním programátor; nedávno promoval stredná škola. Pri zostavovaní počítača sa rozhodol nepostupovať podľa štandardného scenára (ktorý zahŕňa nákup hotových komponentov), ​​ale zostaviť počítač úplne od začiatku pomocou rádiových komponentov, hromady TTL čipov, stará klávesnica a jednoduchý televízor.

Mladý milovník elektroniky a programovania vopred („na papieri“) navrhol procesor, video procesor a ďalšie pomocné obvody – každý detail, každé zapojenie. A potom zostavil svoj vlastný počítač na doske plošných spojov. Keď bola zostava počítača dokončená, začal písať vlastný operačný systém, jednoduché programy a dokonca aj herné aplikácie.

Nový počítač sa volá Duo Adept, jeho špecifikácie sú porovnateľné s nejakou konzolou Dandy, no funguje a plní úlohy, ktoré mu boli dané. Počítač je vybavený 64 kB pamäte, z toho 6 kB je vyčlenených pre video pamäť domáceho video adaptéra schopného zobraziť čiernobiely obraz v rozlíšení 240 x 208 pixelov.

Po napísaní vlastného hex editor autor projektu začal vytvárať softvér pre Duo Adept: „kresliaci program“, „kalkulačku“ a hry „Pong“, „Život“ a platformovú hračku typu Donkey Kong s názvom „Get Muffin“.

A ty hovoríš Denis Popov...

P.S. Ak vás táto téma zaujíma, prečítajte si o ďalšom podomácky vyrobenom počítači, o ktorom sme písali ešte začiatkom mája.

Priatelia, viem, že ste už viackrát počuli výrazy gigabajty, terabajty alebo petabajty. Čo však presne znamenajú a čo je najdôležitejšie, je to veľa alebo málo v realite, v ktorej dnes žijeme? Poďme sa na túto problematiku pozrieť v dnešnom článku bližšie.

Pojmy ako bajt, megabajt, gigabajt a petabajt predstavujú množstvo digitálneho úložiska. Je určite užitočné vedieť, čo tieto pojmy znamenajú, najmä pokiaľ ide o porovnanie veľkosti informácií, ktoré zaberá váš pevný disk, tablet a pamäťové zariadenia typu flash.

To je tiež užitočné vedieť pri porovnávaní prenosových rýchlostí.

Bity, bajty a kilobajty

Začnime od základov, od tých najmenších a najvýznamnejších v modernej realite. Dnes je ťažké si to predstaviť, ale doslova pred 10 rokmi boli informácie veľmi „ťažké“, zariadenia na ukladanie informácií boli veľmi malé a museli ste s nimi nejako žiť.

Najmenšia jednotka úložiska sa nazýva bit (označuje sa ako - b). Je schopný uložiť iba jednu binárnu číslicu – buď 1 alebo 0. Keď odkazujeme na bit, najmä ako súčasť väčšej hodnoty, často používame malé písmeno „b“. Napríklad kilobit je tisíc bitov a megabit je tisíc kilobitov. Keď odrežeme 40 megabitov, použijeme nasledujúcu konštrukciu - 40 megabajtov (Mb).

Po bite nasleduje bajt (B). Bajt obsahuje osem bitov. Skrátená forma bajtu je písmeno „B“. Napríklad uloženie jedného slova trvá v priemere asi 10 B.

Ďalším krokom nahor od bajtu je kilobajt (kbajt), čo zodpovedá 1024 bajtom údajov (alebo 8192 bitom). Kilobajty skracujeme na kbajty. Uloženie jednej strany obyčajného textu trvá približne 10 KB.

Megabajty (MB)

Teraz vieme, že 1 024 kB je obsiahnutých v jednom megabajte (MB). Teraz je tu niečo na vizualizáciu a tu mám veľmi zaujímavé informácie. Koncom 90. rokov sa spotrebné produkty (sériová výroba) ako napr pevné disky, merané v megabajtoch. Tu je niekoľko príkladov toho, koľko môžete uložiť v megabajtoch:

1 MB = 400 strán knihy

5 MB = priemerná 4-minútová skladba mp3

650 MB = 1 CD-ROM so 70 minútami zvuku

1024 bajtov = jeden kilobajt;

1024 kilobajtov = jeden megabajt;

Gigabajty (GB, GB)

Tu sa dostávame k reálnejším číslam. Napriek tomu, že zariadenia na ukladanie informácií zašli dosť ďaleko. Najbežnejším zväzkom sú zariadenia s veľkosťou gigabajtov. Áno, väčšina pevné disky dnes sa merajú v terabajtoch, ale všetky ostatné zariadenia zatiaľ ukladajú informácie na gigabajtové úložné zariadenia (vrátane pamäťových kariet, pamäte smartfónu, SSD diskov)

Príklady zo života:

1 GB = 9 metrov kníh na poličke

4,7 GB = Kapacita jedného DVD-ROM

7 GB = Koľko dát vymeníte za hodinu pri sledovaní streamov v HD kvalite

terabajty (TB)

Jeden terabajt (TB, TB) obsahuje 1024 GB. V súčasnosti funguje TB ako najbežnejšia jednotka informácií, pokiaľ ide o štandardné veľkosti pevných diskov (nie SSD).

Príklady zo života:

1 TB = 200 000 5-minútových skladieb; 310 000 výstrelov; alebo 500 hodín filmov.

10 TB = množstvo údajov získaných Hubblovým vesmírnym teleskopom za rok

24 TB = množstvo video dát nahraných na YouTube každý deň v roku 2016.

Petabajty (Pb, PB)

V jednom petabajte (PB) je 1024 TB (alebo asi milión GB). Nebude to dlho trvať a uvidíme, že petabajty nahradia terabajty ako štandardné meranie pre úložisko na úrovni spotrebiteľov v budúcnosti.

Príklady zo života:

1 PB = 500 miliárd strán štandardný text(alebo 745 miliónov diskiet)

1,5 PB = 10 miliárd fotiek na Facebooku

20 PB = Množstvo údajov, ktoré Google denne spracúva v roku 2008!!!

Exabajt (Eb, Ebyte)

V jednom Exabajte (Ebyte) je 1024 PB. Tu sa dostávame k obchodným gigantom, menovite Amazon, Google, Yandex, Facebook, VKontakte (ktoré spracúvajú neuveriteľné množstvo údajov). Práve v týchto spoločnostiach ľudia o takýchto objemoch vedia a vedia si predstaviť, koľko to je. Na úrovni spotrebiteľov niektorí (ale nie všetci) súborové systémy, použitý operačné systémy dnes maj limit niekde v Exabajtoch

Príklady zo života:

1 EB = 11 miliónov 4K videí;

5 Eb = Všetky slová známe ľudstvu;

Zoznam je neúplný, stále existujú zettabajty a yottabajty. Ale aby som bol úprimný, exabajty sú už astronomickým údajom, ktorý už nemá prakticky žiadne reálne uplatnenie.

Čo sú informácie v počítačovej oblasti?

V súčasnosti sú pomerne populárne elektronické počítače s kapacitou pamäte 1 terabajt. Koľko je to v GB alebo MB? Aby sme pochopili, čo sú informácie a ako ich preniesť z jednej miery do druhej, je potrebné najprv pochopiť, že v počítačovom prostredí sú akékoľvek symboly reprezentované v binárnej forme vo forme núl a jednotiek. Počítačový stroj prijímajúci príkazy a dáta zo vstupných zariadení je schopný ukladať, spracovávať a prekladať informácie do nám známej podoby na výstupnom mechanizme, ako je monitor, obrazovka telefónu, tabletu alebo iného technického zariadenia.

Na preklad akéhokoľvek typu informácií – textu, grafiky, zvuku alebo videa – sa používa transformácia údajov nazývaná kódovanie. Dáta teda môžete previesť z desiatkovej sústavy na binárne a naopak. Informácie budú vypočítané v bajtoch, megabajtoch, terabajtoch. Môžete sa opýtať, koľko gigabajtov je v terabajte. Budeme o tom hovoriť trochu neskôr, keď popíšeme systém prekladu informácií.

Príklad prevodu informácií z desiatkovej číselnej sústavy do dvojkovej sústavy a miera ich uloženia

Majme číslo 156 v desiatkovej sústave. Musíme ho previesť do digitálneho formátu. Ako to urobiť ručne? Je potrebné ho deliť 2, kým to nebude nemožné.

1. Prvá akcia: 156/2=78. Zvyšok delenia je 0, bude to posledná číslica v binárnom systéme na meranie informácií, a preto sa vloží do určitých pamäťových buniek počítačového zariadenia a uloží sa vo forme bitov - minimálna miera informácií. .
2. Ďalej - 78/2=39. Zvyšok delenia je opäť 0. Predposledná číslica binárneho kódu bude opäť 0. Zaberá veľmi málo miesta, preto sa bude počítať v bitoch. Na zaznamenanie veľkého množstva video informácií je však potrebné veľké množstvo pamäte počítača, napríklad terabajt. Koľko je to bitov, pýtate sa? Poďme k tejto otázke.
3. Ďalšia etapa delenia je zaujímavejšia. Máme číslo 39. Nie je úplne deliteľné číslom 2. Čo treba urobiť? 39/2 = 19. Zvyšok delenia je 1. Táto číslica bude tretia od konca binárneho kódu.
4. Následná akcia - 19/2=9 (so zvyškom 1). Zvyšok zapíšeme pred tri existujúce číslice z odpovede.
5. 9/2=4 so zvyškom 1. Túto jednotku zapíšeme ako piatu od konca binárneho kódu odpovede.
6. 4/2 = 2 bez zvyšku. Preto do binárneho kódu pridáme 0.
7. 2/2 = 1. Zvyšok delenia je 0, zadajte ho do kódu a nezabudnite pridať zvyšnú jednotku.

Podarilo sa nám teda previesť jednoduché desatinné číslo na binárny strojový kód, ktorý počítač zvládne za zlomok milisekúnd a prevedie ho na bity. Prvočíslo však zaberá veľmi málo pamäte v porovnaní s grafické objekty alebo videozáznamy v HD kvalite. Mnoho ľudí si kladie nasledujúcu otázku: „1 terabajt - koľko gigabajtov a koľko súborov je možné uložiť na disk s takouto kapacitou? Vzhľadom na to, že terabajt je jednou z maximálnych meracích jednotiek, je to dosť veľa.

Existujúce jednotky merania objemu digitálnych informácií

Za najmenšiu jednotku objemu informácie v poli počítača sa považuje bit, ktorý môže mať hodnotu 0 alebo 1. Vedľa je bajt. Je to rovných osem bitov. V dnešnej dobe flash disky, pamäťové karty a vymeniteľné médiá už nevytvárajte menej ako 1 gigabajt. Áno, a toto sa považuje za príliš malý objem. Počítačové zariadenia s kapacitou už prakticky nekupujú vnútorná pamäť menej ako 1 terabajt. Koľko je to v gigabajtoch? Jeden terabajt obsahuje 1024 gigabajtov. Pôsobivá postava, však? Ale to nie je limitná hodnota. Za maximálnu hodnotu miery objemu informácií sa považuje tento moment yottabajt.

Prevod jednej mernej jednotky na inú

Na prevod z menšej jednotky na väčšie množstvo informácií a naopak z väčšej na menšie je potrebné poznať základné veličiny a ich preklad. Minimálna hodnota obsahuje iba dva znaky a nazýva sa binárna.

Ďalšia najväčšia merná jednotka má podobný názov - bajt. Obsahuje 8 bitov, a teda 16 znakov. Ďalej sa používajú už známe predpony kilo-, mega-, giga-, tera- atď., ktoré zodpovedajú číslam v dvojkovej sústave: 2 10 = 10 2, 2 20 = 10 3, 2 30 = 10 4, 2 40 = 10 5.

Spôsob prekladu je opísaný vyššie desatinné čísla na binárne. Ak niekto nerozumie, koľko gigabajtov je v terabajte, použite online kalkulačku, ktorá dokáže automaticky vypočítať akúkoľvek hodnotu a mernú jednotku.

Ako používať online kalkulačku na prevod jednotiek merania?

Existuje veľa programov na prevod čísel z jednej jednotky merania na druhú. Ak chcete preložiť akékoľvek množstvo informácií, musíte nájsť konvertor jednotiek informácií. Ak potrebujete vypočítať 1 terabajt, koľko je to MB, GB alebo bitov, zadajte do prázdnej bunky „1“, z rozbaľovacieho zoznamu vyberte hodnotu, z ktorej chcete previesť (na v tomto prípade- Tb). V ďalšom rozbaľovacom zozname - jednotka, do ktorej je potrebné vykonať prevod. Môže to byť menšia alebo väčšia miera merania. Okamžite dostanete odpoveď.

Koľko vymeniteľných flash diskov dokáže nahradiť 1 1TB pevný disk?

Premýšľali ste niekedy nad tým, koľko informácií pojme 1 terabajtový pevný disk? Koľko je to flash diskov s priemernou kapacitou 32 GB? 1024/32 = 32 flash diskov. Čo ak ide o 64-gigové flash disky? Potom 1024/64 = 16 zariadení na ukladanie informácií. Pomerne veľa, nie? Nie je jednoduchšie kúpiť? počítačového zariadenia takú obrovskú veľkosť a už nikdy sa nemusíte báť, že nemáte kam ukladať fotografie, videá, potrebné programy na prácu a zábavu?

Ako si zapamätať jednotky merania objemu informácií?

Aby ste si rýchlo a jednoducho zapamätali, že 1 terabajt je koľko gigabajtov, stačí si raz prečítať zaujímavý vtip o programátoroch. Znie asi takto: „Aký je rozdiel medzi obyčajným človekom a programátorom? Myslí si, že v 1 kg párkov je 1000 g, ale programátor to odhaduje na 1024 g.“

Čo by ste chceli zlepšiť v tomto článku?: Pridajte ilustrácie. Wikifikujte článok. Architektúra počítač(Architektúra... Wikipedia

Procesor ARM vyrábaný spoločnosťou Conexant, inštalovaný najmä v smerovačoch (predtým Advanced RISC Machine vylepšený spoločnosťou ARM Limited. Táto architektúra je široko používaná pri vývoji vstavaných systémov. Je to spôsobené tým, že dáta ... ... Wikipedia

Požiadavka na osem bitov by sa mohla týkať nasledujúcich hodnôt: oktet (informatika), alias byte 8-bitová farba 8-bit (architektúra počítača) Tretia generácia herných systémov o 8-bitových konzolách. O estetike hier pre 8-bitové konzoly... ... Wikipedia

Tento výraz má iné významy, pozri MIPS. MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) je mikroprocesor vyvinutý spoločnosťou MIPS Computer Systems (v súčasnosti MIPS Technologies) v súlade s ... ... Wikipedia

Tento článok je o architektúre počítača. Pre rok (MMIX v rímskych čísliciach) pozri 2009. MMIX (vyslovuje sa em mix) 64-bitová počítačová architektúra RISC navrhnutá Donaldom Knuthom s významným prispením Johna... ... Wikipedia

Intel 80486DX2 v keramickom PGA puzdre. Intel Celeron 400 socket 370 v plastovom puzdre PPGA, pohľad zdola. Intel Celeron 400 socket 370 v plastovom puzdre PPGA, pohľad zhora ... Wikipedia

Aby sme dôkladne pochopili, čo sú bity, čo sú bajty a prečo je to všetko potrebné, zastavme sa najprv trochu pri koncepte „informácií“, pretože na tom je práca založená. počítačová technológia a dátové siete vrátane nášho milovaného internetu.
Pre človeka sú informácie nejaké znalosti alebo informácie, ktoré si ľudia vymieňajú v procese komunikácie. Najprv sa vedomosti vymieňali ústne, navzájom sa odovzdávali, potom sa objavilo písanie a informácie sa začali prenášať pomocou rukopisov a potom kníh. Pre počítačové systémy sú informácie údaje, ktoré sa zhromažďujú, spracúvajú, ukladajú a ďalej prenášajú medzi časťami systému alebo medzi rôznymi počítačové systémy. Ale ak boli skoršie informácie umiestnené v knihách a ich objem by sa dal aspoň nejako vizuálne posúdiť, napríklad v knižnici, potom sa v kontexte digitálnych technológií stali virtuálnymi a nemožno ich merať pomocou obvyklého a známeho metrického systému, podľa ktorého sú zvyknutí. Preto boli zavedené jednotky merania informácií – bity a bajty.

Trochu informácií

V počítači sú informácie uložené na špeciálnych médiách. Tu sú tie najzákladnejšie a známe väčšine z nás:

Pevný disk (HDD, SSD) - optický disk(CD, DVD) - vymeniteľné USB disky (flash disky, USB-HDD) - pamäťové karty (SD, microSD, atď.)

Váš Osobný počítač alebo prenosný počítač prijíma informácie, najmä vo forme súborov s rôznym množstvom údajov. Každý z týchto súborov je prijímaný, spracovávaný, ukladaný a prenášaný akýmkoľvek dátovým nosičom na hardvérovej úrovni vo forme sekvencie signálov. Existuje signál - jeden, žiadny signál - nula. Všetky informácie uložené na pevnom disku – dokumenty, hudba, filmy, hry – sú teda prezentované vo forme núl: 0 a jednotiek: 1. Tento číselný systém sa nazýva binárny (používajú sa iba dve čísla).
Tu je jedna jednotka informácie (nezáleží na tom, či je to 0 alebo 1) a volá sa trocha. Samotné slovo trocha k nám prišla ako skratka pre bi nie digi t — binárne číslo. Čo je pozoruhodné, je to anglický jazyk Existuje slovo kúsok - trochu, kúsok. Bit je teda najmenšia jednotka informácie.

Koľko bitov je v byte

Ako ste už pochopili vyššie, kúsok sám o sebe je najmenšou jednotkou v systéme merania informácií. Preto je úplne nepohodlné ho používať. Výsledkom bolo, že v roku 1956 zaviedol Vladimír Buchholz ďalšiu jednotku merania - Byte, ako zväzok 8 bitov. Tu je vizuálny príklad bajtu v binárnom systéme:

00000001 10000000 11111111

Týchto 8 bitov je teda Byte. Je to kombinácia 8 číslic, z ktorých každá môže byť jedna alebo nula. Celkovo existuje 256 kombinácií. Niečo také.

Kilobajt, megabajt, gigabajt

Postupom času objem informácií rástol a v r posledné roky v geometrickom postupe. Preto sa rozhodlo použiť predpony metrického systému SI: Kilo, Mega, Giga, Tera atď.
Predpona „kilo“ znamená 1000, predpona „mega“ znamená milión, „giga“ znamená miliardu atď. Zároveň nie je možné robiť analógie medzi obyčajným kilobitom a kilobajtom. Faktom je, že kilobajt nie je tisíc bajtov, ale 2 až 10. mocnina, teda 1024 bajtov.

Podľa toho je megabajt 1024 kilobajtov alebo 1048576 bajtov.
Gigabajt sa rovná 1024 megabajtom alebo 1048576 kilobajtom alebo 1073741824 bajtom.

Pre jednoduchosť môžete použiť nasledujúcu tabuľku:

Ako príklad by som rád uviedol tieto čísla:
Bežný hárok A4 s vytlačeným textom zaberie v priemere okolo 100 kilobajtov.
Bežná fotografia na jednoduchom digitálnom fotoaparáte - 5-8 megabajtov
Fotografie urobené profesionálnym fotoaparátom - 12-18 megabajtov
Hudobná skladba vo formáte mp3 priemernej kvality na 5 minút - asi 10 megabajtov.
Obyčajný 90-minútový film, komprimovaný v bežnej kvalite - 1,5-2 gigabajty
Rovnaký film v HD kvalite - od 20 do 40 gigabajtov.

P.S.:
Teraz odpoviem na otázky, ktoré mi začiatočníci najčastejšie kladú.
1. Koľko kilobitov je v megabite? Odpoveď je 1000 kilobitov (systém SI)
2. Koľko kilobajtov je v megabajte? Odpoveď je 1024 kilobajtov
3. Koľko kilobitov je v megabajte? Odpoveď je 8192 kilobitov
4. Koľko kilobajtov je v gigabajte? Odpoveď je 1 048 576 kilobajtov.