), začenši s prvim grafični adapterji MDA in CGA do najnovejših arhitektur AMD in NVIDIA. Zdaj je na vrsti, da izsledimo, kako so se razvili centralni procesorji - enako pomembna komponenta vsakega računalnika. V tem delu gradiva bomo govorili o sedemdesetih letih prejšnjega stoletja in torej o prvih 4- in 8-bitnih rešitvah.

Prve centralne procesorske enote so bile stonoge

1940–1960

Preden se poglobimo v zgodovino razvoja centralnih procesnih enot, je treba povedati nekaj besed o razvoju računalnikov nasploh. Prvi procesorji so se pojavili v 40. letih 20. stoletja. Nato so delali z uporabo elektromehanskih relejev in vakuumskih cevi, feritna jedra, uporabljena v njih, pa so delovala kot naprave za shranjevanje. Za delovanje računalnika, ki temelji na takšnih čipih, je bilo potrebno ogromno število procesorjev. Tak računalnik je bil ogromno ohišje v velikosti dokaj velike sobe. Hkrati je sprostil veliko količino energije, njegova zmogljivost pa je pustila veliko želenega.

Računalnik z elektromehanskimi releji

Vendar so se tranzistorji že v petdesetih letih 20. stoletja začeli uporabljati v zasnovah procesorjev. Zahvaljujoč njihovi uporabi so inženirji lahko dosegli več visoka hitrost delovanje čipov in tudi zmanjšati njihovo porabo energije, vendar povečati zanesljivost.

V šestdesetih letih prejšnjega stoletja je bila razvita tehnologija izdelave integriranih vezij, ki je omogočila ustvarjanje mikročipov s tranzistorji na njih. Sam procesor je bil sestavljen iz več takih vezij. Sčasoma je tehnologija omogočila, da se postavi vse velika količina tranzistorjev na čipu, zato se je zmanjšalo število integriranih vezij, ki se uporabljajo v CPE.

Vendar pa je bila arhitektura procesorja še zelo, zelo daleč od tega, kar vidimo danes. A izid IBM System/360 leta 1964 je zasnovo takratnih računalnikov in procesorjev nekoliko približal sodobnim – predvsem v smislu dela s programsko opremo. Dejstvo je, da so pred pojavom tega računalnika vsi sistemi in procesorji delovali samo s programsko kodo, ki je bila napisana posebej zanje. IBM je bil prvi, ki je v svojih računalnikih uporabil drugačno filozofijo: celotna linija procesorjev različnih zmogljivosti je podpirala isti nabor navodil, kar je omogočilo pisanje programske opreme, ki bi delovala pod katero koli modifikacijo System/360.

Računalnik IBM System/360

Če se vrnemo k temi združljivosti System/360, je treba poudariti, da je IBM temu vidiku posvetil veliko pozornosti. na primer sodobnih računalnikov Linije zSeries še vedno podpirajo delovanje programsko opremo, napisano za platformo System/360.

Ne pozabite na DEC (Digital Equipment Corporation), in sicer na njegovo linijo računalnikov PDP (Programmed Data Processor). Podjetje je bilo ustanovljeno leta 1957, leta 1960 pa je izdalo svoj prvi miniračunalnik PDP-1. Naprava je bila 18-bitni sistem in je bila manjša od takratnih velikih računalnikov ter je zavzemala »le« kotiček sobe. V računalnik je bil integriran CRT monitor. Zanimivo, prvi na svetu Računalniška igra imenovan Spacewar! je bil napisan posebej za platformo PDP-1. Cena računalnika leta 1960 je bila 120.000 $, kar je bilo bistveno nižje od cene drugih velikih računalnikov. Vendar pa PDP-1 ni bil posebno priljubljen.

Računalnik PDP-1

DEC-ova prva komercialno uspešna naprava je bil računalnik PDP-8, izdan leta 1965. Za razliko od PDP-1, nov sistem je bil 12-bitni. Cena PDP-8 je bila 16 tisoč ameriških dolarjev - to je bil najcenejši miniračunalnik tistega časa. Zaradi tako nizke cene je naprava postala na voljo industrijskim podjetjem in znanstvenim laboratorijem. Posledično je bilo prodanih približno 50 tisoč teh računalnikov. Izrazit arhitekturna značilnost Procesor PDP-8 je postal njegova preprostost. Torej je imel samo štiri 12-bitne registre, ki so bili uporabljeni za naloge različne vrste. Hkrati je PDP-8 vseboval samo 519 logičnih vrat.

Računalnik PDP-8. Kader iz filma "Trije dnevi Kondorja"

Arhitektura procesorjev PDP je neposredno vplivala na zasnovo 4- in 8-bitnih procesorjev, o katerih bomo govorili v nadaljevanju.

Intel 4004

Leto 1971 se je v zgodovino zapisalo kot leto, ko so se pojavili prvi mikroprocesorji. Da, da, takšne rešitve, ki se danes uporabljajo v osebnih računalnikih, prenosnikih in drugih napravah. In eden prvih, ki se je razglasil, je bil takrat šele ustanovljen Podjetje Intel, ki lansira 4004, prvi komercialno dostopen procesor z enim čipom na svetu.

Preden se premaknete neposredno na procesor 4004, je vredno povedati nekaj besed o samem Intelu. Leta 1968 sta ga ustvarila inženirja Robert Noyce in Gordon Moore, ki sta do takrat delala za Fairchild Semiconductor, ter Andrew Grove. Mimogrede, Gordon Moore je objavil znani "Moorov zakon", po katerem se število tranzistorjev v procesorju vsako leto podvoji.

Intel je že leta 1969, le leto po ustanovitvi, prejel naročilo japonskega podjetja Nippon Calculating Machine (Busicon Corp.) za izdelavo 12 čipov za visoko zmogljive namizne kalkulatorje. Začetno zasnovo čipov je predlagal sam Nippon. Vendar Intelovim inženirjem ta arhitektura ni bila všeč in uslužbenec ameriškega podjetja Ted Hoff je predlagal zmanjšanje števila čipov na štiri z uporabo univerzalnega centralni procesor, ki bi bil odgovoren za aritmetične in logične funkcije. Arhitektura čipa je poleg osrednjega procesorja vsebovala RAM za shranjevanje uporabniških podatkov ter ROM za shranjevanje programske opreme. Po odobritvi končne strukture čipa se je nadaljevalo delo na zasnovi mikroprocesorja.

Aprila 1970 se je Intelovi inženirski ekipi pridružil italijanski fizik Federico Fagin, ki je prej delal tudi pri Fairchildu. Imel je bogate izkušnje na področju načrtovanja računalniške logike in MOS (metal-oxide-semiconductor) tehnologij silicijevih vrat. Zahvaljujoč Federicovemu prispevku je Intelovim inženirjem uspelo združiti vse čipe v en sam čip. Tako je izšel prvi mikroprocesor 4004 na svetu.

Intel 4004 procesor

Glede tehnične lastnosti Intel 4004, torej so bili po današnjih merilih seveda več kot skromni. Čip je bil izdelan po 10-μm procesni tehnologiji, vseboval je 2.300 tranzistorjev in deloval na frekvenci 740 kHz, kar je pomenilo, da je lahko izvedel 92.600 operacij na sekundo. Kot faktor oblike je bila uporabljena embalaža DIP16. Dimenzije Intel 4004 so bile 3x4 mm, ob straneh pa so bile vrste kontaktov. Sprva je vse pravice do čipa pripadalo podjetju Busicom, ki je mikroprocesor nameraval uporabljati izključno v kalkulatorjih lastne proizvodnje. Vendar so na koncu Intelu dovolili prodajo svojih čipov. Leta 1971 je lahko vsakdo kupil procesor 4004 za približno 200 dolarjev. Mimogrede, malo kasneje je Intel kupil vse pravice do procesorja od Busicoma in napovedal pomembno vlogo čipa pri kasnejši miniaturizaciji integriranih vezij.

Kljub razpoložljivosti procesorja je bil njegov obseg omejen na kalkulator Busicom 141-PF. Dolgo časa se pojavljajo tudi govorice, da je bil Intel 4004 uporabljen pri načrtovanju vgrajenega računalnika vesoljskega plovila brez posadke Pioneer 10, ki je postalo prva medplanetarna sonda, ki je letela blizu Jupitra. Te govorice neposredno ovrže dejstvo, da so bili vgrajeni računalniki Pioneer 18- ali 16-bitni, medtem ko je bil Intel 4004 4-bitni procesor. Vendar velja omeniti, da so Nasini inženirji razmišljali o možnosti uporabe v svojih napravah, vendar so menili, da čip ni dovolj testiran za takšne namene.

Intel 4040 procesor

Tri leta po izdaji procesorja Intel 4004 je bil izdan njegov naslednik, 4-bitni Intel 4040. Čip je bil izdelan z uporabo iste 10-μm procesne tehnologije in je deloval pri enaki taktni frekvenci 740 kHz. Je pa procesor postal nekoliko bolj zapleten in je dobil bogatejši nabor funkcij. Tako je 4040 vseboval 3000 tranzistorjev (700 več kot 4004). Faktor oblike procesorja je ostal enak, vendar je bil namesto 16-pinskega uporabljen 24-pinski DIP. Med izboljšavami 4040 je treba omeniti podporo za 14 novih ukazov, povečano globino sklada na 7 ravni in podporo za prekinitve. "Sorokovaya" je bila uporabljena predvsem v testnih napravah in nadzoru opreme.

Intel 8008

Poleg 4-bitnih procesorjev se je v začetku 70-ih v Intelovem arzenalu pojavil tudi 8-bitni model 8008. V svojem jedru je bil čip 8-bitna različica procesorja 4004 z manjšim urna frekvenca. To ne bi smelo biti presenetljivo, saj je razvoj modela 8008 potekal vzporedno z razvojem modela 4004. Tako je leta 1969 Computer Terminal Corporation (pozneje Datapoint) naročil Intelu, da ustvari procesor za terminale Datapoint, ki jim je zagotovil arhitekturni diagram. Tako kot pri 4004 je Ted Hoff predlagal integracijo vseh čipov v en čip in CTC se je s tem predlogom strinjal. Razvoj je gladko napredoval proti koncu, vendar je CTC leta 1970 opustil tako čip kot nadaljnje sodelovanje z Intelom. Razlogi so bili trivialni: Intelovi inženirji niso vlagali v razvojne roke, funkcionalnost priloženega "kamna" pa ni ustrezala zahtevam CTC. Pogodba med obema podjetjema je bila prekinjena, Intel pa je ohranil pravice do celotnega razvoja. Za novi čip, katerega inženirji so želeli uporabiti, se je začelo zanimati japonsko podjetje Seiko nov procesor v vaših kalkulatorjih.

Intel 8008 procesor

Tako ali drugače, po koncu sodelovanja s CTC, je Intel čip, ki se razvija, preimenoval v 8008. Aprila 1972 je bil ta procesor na voljo za naročilo po ceni 120 dolarjev. Potem ko je Intel ostal brez podpore CTC, so bili v podjetju previdni glede komercialnih obetov novega čipa, a dvomi so bili zaman - procesor se je dobro prodajal.

Tehnične lastnosti 8008 so bile v veliki meri podobne 4004. Procesor je bil izdelan v 18-polni DIP obliki po 10-μm tehnoloških standardih in je vseboval 3500 tranzistorjev. Notranji sklad je podpiral 8 stopenj in podprto glasnost zunanji pomnilnik je bil do 16 KB. Takt 8008 je bil nastavljen na 500 kHz (240 kHz nižje od 4004). Zaradi tega 8-bit procesor Intel pogosto izgubi hitrost na 4-bitno.

Na osnovi 8008 je bilo izdelanih več računalniških sistemov. Prvi od njih je bil ne zelo znan projekt, imenovan The Sac State 8008. Ta sistem je bil razvit v stenah Univerze v Sacramentu pod vodstvom inženirja Billa Pentza. Kljub dejstvu, da je sistem Altair 8800 dolgo veljal za prvi ustvarjen mikroračunalnik, je Sac State 8008 takšen. Projekt je bil dokončan leta 1972 in je bil popolnoma funkcionalen računalnik za obdelavo in shranjevanje zdravstvenih kartotek bolnikov. Računalnik je vključeval sam procesor 8008, HDD, 8 KB pomnilnik z naključnim dostopom, barvni zaslon, vmesnik za povezavo z velikimi računalniki ter lasten operacijski sistem. Stroški takšnega sistema so bili izjemno visoki, zato Sac State 8008 nikoli ni uspel dobiti ustrezne distribucije, čeprav dolgo časa ni imel konkurentov v smislu zmogljivosti.

Takole je izgledal The Sac State 8008

Vendar pa The Sac State 8008 ni edini računalnik zgrajen na procesorju 8008. Ustvarjeni so bili še drugi sistemi, kot so ameriški SCELBI-8H, francoski Micral N in kanadski MCM/70.

Intel 8080

Tako kot pri procesorju 4004 je čez nekaj časa tudi 8008 prejel posodobitev v obliki čipa 8080. Vendar so bile v primeru 8-bitne rešitve spremembe procesorske arhitekture veliko pomembnejše.

Intel 8080 je bil predstavljen aprila 1974. Najprej je treba opozoriti, da je bila proizvodnja procesorja prenesena na novo 6-mikronsko procesno tehnologijo. Poleg tega je bila pri izdelavi uporabljena tehnologija N-MOS (n-kanalni tranzistor) - za razliko od modela 8008, ki je bil izdelan z logiko P-MOS. Uporaba novega tehničnega postopka je omogočila namestitev 6000 tranzistorjev na čip. Uporabljen faktor oblike je bil 40-pin DIP.

Model 8080 je dobil bogatejši nabor ukazov, ki vključuje 16 ukazov za prenos podatkov, 31 ukazov za obdelavo podatkov, 28 ukazov za neposredno naslavljanje in 5 ukazov za upravljanje. Frekvenca procesorja je bila 2 MHz - 4-krat več kot pri predhodniku. 8080 je imel tudi 16-bitno naslovno vodilo, ki je omogočalo naslavljanje 64 KB pomnilnika. Te inovacije so zagotovile visoko zmogljivost novega čipa, ki je bila približno 10-krat višja od zmogljivosti 8008.

Intel 8080 procesor

Procesor 8080 v svoji prvi reviziji je vseboval resno napako, ki bi lahko povzročila zamrznitev. Napaka je bila popravljena v posodobljeni reviziji čipa, imenovani 8080A, ki je bila izdana šele šest mesecev pozneje.

Zahvale gredo visokozmogljivo Procesor 8080 je postal zelo priljubljen. Uporabljali so ga celo v nadzornih sistemih ulična razsvetljava in semaforji. Vendar se je uporabljal predvsem v računalniških sistemih, med katerimi je bil najbolj znan MITS Altair-8800, predstavljen leta 1975.

Altair-8800 je deloval na operacijskem sistemu Altair BASIC, kot vodilo pa je bil uporabljen vmesnik S-100, ki je nekaj let kasneje postal standard za vse osebne računalnike. Tehnične lastnosti računalnika so bile več kot skromne. Imel je samo 256 bajtov RAM-a in ni imel tipkovnice ali monitorja. Uporabnik je upravljal računalnik z vnašanjem programov in podatkov v binarni obliki s klikanjem niza majhnih tipk, ki so lahko zasedale dva položaja: gor in dol. Rezultat smo odčitali tudi v binarni obliki – z ugasnjenimi in prižganimi žarnicami. Vendar pa je Altair-8800 postal tako priljubljen, da majhno podjetje, kot je MITS, preprosto ni moglo slediti povpraševanju po računalnikih. K priljubljenosti računalnika je neposredno prispevala njegova nizka cena - 621 dolarjev. Hkrati bi lahko za 439 ameriških dolarjev kupili računalnik v razstavljeni obliki.

Računalnik Altair-8800

Če se vrnemo k temi 8080, je treba opozoriti, da je bilo na trgu veliko njegovih klonov. Takratna tržna pokrajina je bila popolnoma drugačna od tiste, ki jo vidimo danes, in za Intel je bilo dobičkonosno, da je tretjim podjetjem izdal licenco za proizvodnjo kopij 8080. Mnoga velika podjetja so bila vključena v proizvodnjo klonov, kot sta National Semiconductor, NEC , Siemens in AMD. Da, v 70. letih AMD še ni imel lastnih procesorjev - podjetje se je ukvarjalo izključno s proizvodnjo "remake" drugih kristalov v lastnih obratih.

Zanimivo je, da je obstajala tudi domača kopija procesorja 8080. Razvil ga je Kijevski raziskovalni inštitut mikronaprav in se je imenoval KR580VM80A. Izdanih je bilo več različic tega procesorja, tudi za uporabo v vojaških objektih.

"Neodvisni" KR580VM80A

Leta 1976 se je pojavil posodobljena različicačip 8080, ki je prejel indeks 8085. Novi kristal je bil izdelan po 3-mikronskem tehničnem postopku, kar je omogočilo namestitev 6500 tranzistorjev na čip. Največja hitrost procesorja je bila 6 MHz. Nabor podprtih ukazov je vseboval 79 ukazov, med katerimi sta tudi dva nova ukaza za krmiljenje prekinitev.

Zilog Z80

Glavni dogodek po izdaji 8080 je bila odpustitev Federica Faggina. Italijan se ni strinjal z notranjo politiko podjetja in se je odločil za odhod. Skupaj z nekdanjim direktorjem Intela Ralfom Ungermannom in japonskim inženirjem Masatoshijem Shimo je ustanovil podjetje Zilog. Takoj za tem se je začel razvoj novega procesorja, ki je bil po svoji arhitekturi podoben 8080. Tako se je julija 1976 pojavil procesor Zilog Z80, binarno kompatibilen z 8080.

Federico Fagin (levo)

Zilog Z80 je imel v primerjavi z Intel 8080 številne izboljšave, kot so razširjen nabor ukazov, novi registri in navodila zanje, novi prekinitveni načini, dva ločena registrska bloka in vgrajeno vezje za dinamično regeneracijo pomnilnika. Poleg tega je bil strošek Z80 precej nižji od 8080.

Kar zadeva tehnične lastnosti, je bil procesor izdelan po 3-μm tehnoloških standardih z uporabo tehnologij N-MOS in CMOS. Z80 je vseboval 8500 tranzistorjev, njegova površina pa je bila 22,54 mm 2. Takt Z80 se je gibal od 2,5 do 8 MHz. Širina podatkovnega vodila je bila 8 bitov. Procesor je imel 16-bitno naslovno vodilo, količina naslovljivega pomnilnika pa je bila 64 KB. Z80 je bil izdelan v več faktorjih oblike: DIP40 ali 44-pinski PLCC in PQFP.

Procesor Zilog Z80

Z80 je zelo hitro po priljubljenosti prehitel vse konkurenčne rešitve, vključno z 8080. Procesor so uporabljali v računalnikih podjetij, kot so Sharp, NEC in drugi. Z80 se je znašel tudi v konzolah Sega in Nintendo. Poleg tega je bil procesor uporabljen v igralnih avtomatih, modemih, tiskalnikih, industrijskih robotih in številnih drugih napravah.

ZX Spectrum

Posebej velja omeniti napravo, imenovano ZX Spectrum, kljub temu, da naša današnja zgodba ne zadeva odločitev iz 80. let prejšnjega stoletja. Računalnik je razvilo britansko podjetje Sinclair Research in je bil izdan leta 1982. ZX Spectrum še zdaleč ni bil prvi razvoj SR. V zgodnjih sedemdesetih letih prejšnjega stoletja sta se vodja podjetja in njegov glavni inženir Clive Sinclair ukvarjala s prodajo radijskih komponent po pošti. Proti sredini 70-ih je Clive ustvaril žepni kalkulator, ki je postal prvi uspešni izum podjetja. Upoštevajte, da podjetje ni bilo neposredno vključeno v razvoj kalkulatorja. Uspelo jim je najti uspešno kombinacijo dizajna, funkcionalnosti in stroškov, zaradi česar se je naprava dobro prodajala. Tudi naslednja Sinclairova naprava je bil kalkulator, vendar z bogatejšim naborom funkcij. Naprava je bila namenjena bolj »naprednemu« občinstvu, a ni dosegla velikega uspeha.

Clive Sinclair - "oče" ZX Spectruma

Po kalkulatorjih se je Sinclair odločil osredotočiti na razvoj polnopravnih računalnikov in med letoma 1980 in 1981 se je pojavila linija domačih računalnikov ZX: ZX80 in ZX81. Toda najbolj priljubljena rešitev je bil sistem, izdan leta 1982, imenovan ZX Spectrum. Sprva naj bi prišla na trg pod imenom ZX83, vendar so se v zadnjem trenutku odločili, da napravo preimenujejo, da bi poudarili podporo računalnika za barvne slike.

ZX Spectrum je postal priljubljen predvsem zaradi svoje preprostosti in nizkih stroškov. Računalnik je izgledal kot igralna konzola. Prek zunanjih vmesnikov sta bila nanj povezana TV, ki je služil kot monitor, in kasetni snemalnik, ki je služil kot shranjevalna naprava. Na ohišju Spectruma je bila multifunkcijska tipkovnica s 40 gumijastimi tipkami. Vsak gumb je imel pri delovanju v različnih načinih do sedem pomenov.

ZX Spectrum računalnik

Tudi notranja arhitektura ZX Spectruma je bila precej preprosta. Zahvaljujoč uporabi tehnologije ULA (Uncommitted Logic Array) je bil glavni del računalniškega vezja nameščen na enem samem čipu. Centralni procesor je bil Zilog Z80 s taktom 3,5 MHz. Količina RAM-a je bila 16 ali 48 KB. Res je, da so nekateri proizvajalci tretjih oseb izdelali 32 KB pomnilniške module, ki so bili vstavljeni v eno od razširitvenih vrat Spectrum. Obseg ROM-a je bil 16 KB, narečje pa všito v spomin BASIC jezik imenovan Sinclair BASIC. ZX Spectrum je podpiral samo enobitni zvočni izhod prek vgrajenega zvočnika. Samo računalnik je delal grafični način(8 barv in 2 stopnji svetlosti). Posledično ni bilo podpore za besedilni način. Največja ločljivost je bila 256x192 slikovnih pik.

23.06.2011 00:00

Se vam zdi šolar Denis Popov vzor? Ne, vzorčni študent, ki je verjetno pametnejši od velike večine svetovnega prebivalstva, je Jack Eisenmann, ki je iz nič sestavil svoj osembitni računalnik. In tudi, kdo je zanj napisal hex urejevalnik, svoj OS, enostavne aplikacije in celo igrače, kot sta Donkey Kong in Pong.

Jack je po poklicu programer, pred kratkim je diplomiral Srednja šola. Pri sestavljanju računalnika se je odločil, da ne bo sledil standardnemu scenariju (ki vključuje nakup že pripravljenih komponent), temveč bo iz nič sestavil računalnik z radijskimi komponentami, kupom TTL čipov, staro tipkovnico in preprostim televizorjem.

Mladi ljubitelj elektronike in programiranja je vnaprej (»na papirju«) zasnoval procesor, video procesor in druga pomožna vezja - vsako podrobnost, vsako napeljavo. In potem je sestavil svoj računalnik na tiskanem vezju. Ko je bila sestava računalnika končana, je začel pisati lasten operacijski sistem, preproste programe in celo igralne aplikacije.

Novi računalnik se imenuje Duo Adept, po specifikacijah je primerljiv s kakšno konzolo Dandy, a deluje in opravlja naloge, ki so mu dane. Računalnik je opremljen s 64 kilobajti pomnilnika, od tega je 6 kilobajtov namenjenih video pomnilniku domačega video adapterja, ki lahko prikaže črno-belo sliko v ločljivosti 240 x 208 slikovnih pik.

Po pisanju lastnega hex urejevalnik avtor projekta je začel ustvarjati programsko opremo za Duo Adept: »risalni program«, »kalkulator« in igre »Pong«, »Life« ter platformsko igračo, podobno Donkey Kongu, imenovano »Get Muffin«.

In praviš Denis Popov...

P.S. Če vas ta tema zanima, preberite o še enem domačem računalniku, o katerem smo pisali že v začetku maja.

Prijatelji, vem, da ste večkrat slišali izraze gigabajti, terabajti ali petabajti. Toda kaj točno pomenijo, in predvsem, ali je to veliko ali malo v realnostih, v katerih živimo danes? Oglejmo si podrobneje to vprašanje v današnjem članku.

Pojmi, kot so bajt, megabajt, gigabajt in petabajt, so količina digitalnega pomnilnika. Vsekakor je koristno vedeti, kaj ti izrazi pomenijo, zlasti ko gre za primerjavo velikosti informacij, ki jih zasedajo trdi disk, tablični računalnik in bliskovne pomnilniške naprave.

To je koristno vedeti tudi pri primerjavi hitrosti prenosa podatkov.

Biti, bajti in kilobajti

Začnimo z osnovami, z najmanjšimi in najbolj nepomembnimi v sodobni realnosti. Danes si je težko predstavljati, toda dobesedno pred 10 leti so bile informacije zelo "težke", naprave za shranjevanje informacij so bile zelo majhne in s tem je bilo treba nekako živeti.

Najmanjša enota za shranjevanje se imenuje bit (označeno z - b). Sposoben je shraniti samo eno binarno števko - bodisi 1 bodisi 0. Ko se sklicujemo na bit, zlasti kot del večje vrednosti, pogosto uporabljamo malo črko "b". Na primer, kilobit je tisoč bitov, megabit pa tisoč kilobitov. Ko bomo rezali 40 megabitov, bomo uporabili naslednjo konstrukcijo - 40 megabajtov (Mb).

Bitu sledi bajt (B). Bajt vsebuje osem bitov. Skrajšana oblika bajta je črka "B". Na primer, v povprečju je potrebnih približno 10 B za shranjevanje ene besede.

Naslednji korak od bajta je kilobajt (kbajt), kar je enakovredno 1024 bajtom podatkov (ali 8192 bitov). Kilobajte skrajšamo v kbajte. Za shranjevanje ene strani navadnega besedila potrebujete približno 10 KB.

megabajti (MB)

Zdaj vemo, da je v enem megabajtu (MB) 1024 KB. Zdaj je nekaj za vizualizirati, in tukaj imam zelo zanimiv podatek. V poznih 90-ih so izdelki široke potrošnje (množična proizvodnja) kot npr trdi diski, merjeno v megabajtih. Tukaj je nekaj primerov, koliko lahko shranite v megabajtih:

1 MB = 400 knjižnih strani

5 MB = povprečna 4-minutna mp3 pesem

650 MB = 1 CD-ROM s 70 minutami zvoka

1024 bajtov = en kilobajt;

1024 kilobajtov = en megabajt;

Gigabajti (GB, GB)

Tu pridemo do bolj realnih številk. Kljub temu, da so naprave za shranjevanje informacij prišle precej daleč. Najpogostejša količina so naprave z velikostjo gigabajtov. Ja, večino trdi diski danes se merijo v terabajtih, vse druge naprave pa zaenkrat shranjujejo podatke na gigabajtne pomnilniške naprave (sem spadajo pomnilniške kartice, pomnilnik pametnega telefona, SSD diski)

Primeri iz življenja:

1 GB = 9 metrov knjig na polici

4,7 GB = Kapaciteta enega DVD-ROM-a

7 GB = Koliko podatkov boste izmenjali na uro pri gledanju pretokov v kakovosti HD

Terabajti (TB)

En terabajt (TB, TB) vsebuje 1024 GB. Trenutno TB deluje kot najpogostejša enota informacij, ko gre za standardne velikosti trdih diskov (ne SSD).

Primeri iz življenja:

1 TB = 200.000 5-minutnih pesmi; 310.000 strelov; ali 500 ur filmov.

10 TB = količina podatkov, ki jih na leto pridobi vesoljski teleskop Hubble

24 TB = količina video podatkov, naloženih na YouTube vsak dan v letu 2016.

Petabajti (Pb, PB)

V enem petabajtu (PB) je 1024 TB (ali približno milijon GB). Ne bo dolgo, preden bomo videli petabajte, ki bodo v prihodnosti nadomestili terabajte kot standardno merilo za shranjevanje na ravni potrošnikov.

Primeri iz življenja:

1 PB = 500 milijard strani standardno besedilo(ali 745 milijonov disket)

1,5 PB = 10 milijard fotografij na Facebooku

20 PB = Količina podatkov, ki jih Google dnevno obdela v letu 2008!!!

eksabajt (Eb, ebajt)

V enem eksabajtu (ebajtu) je 1024 PB. Tu pridemo do poslovnih velikanov, to so Amazon, Google, Yandex, Facebook, VKontakte (ki obdelujejo neverjetne količine podatkov). Prav v teh podjetjih ljudje vedo za takšne količine in si lahko predstavljajo, koliko je to. Na ravni potrošnikov nekateri (vendar ne vsi) datotečni sistemi, rabljeno operacijski sistemi danes imajo omejitev nekje v eksabajtih

Primeri iz življenja:

1 EB = 11 milijonov videoposnetkov 4K;

5 Eb = vse besede, ki jih pozna človeštvo;

Seznam je nepopoln, obstajajo še zetabajti in jotabajti. Toda če sem iskren, so eksabajti že astronomska številka, ki zdaj praktično nima nobene prave uporabe.

Kaj so informacije na računalniškem področju?

Dandanes so precej priljubljeni elektronski računalniki s pomnilniško kapaciteto 1 terabajt. Koliko je to v GB ali MB? Da bi razumeli, kaj so informacije in kako jih prenesti iz ene mere v drugo, je najprej treba razumeti, da so v računalniškem okolju vsi simboli predstavljeni v binarni obliki v obliki ničel in enic. Računalniški stroj, ki sprejema ukaze in podatke iz vhodnih naprav, je sposoben shranjevati, obdelovati in prevajati informacije v obliko, ki jo poznamo na izhodnem mehanizmu, kot je monitor, zaslon telefona, tablice ali druge tehnične naprave.

Za prevajanje katere koli vrste informacij - besedila, grafike, zvoka ali videa - se uporablja transformacija podatkov, imenovana kodiranje. Tako lahko pretvorite podatke iz decimalnega sistema v binarni in obratno. Informacije bodo izračunane v bajtih, megabajtih, terabajtih. Lahko se vprašate, koliko gigabajtov je v terabajtu. O tem bomo govorili malo kasneje, ko bomo opisali sistem prevajanja informacij.

Primer pretvorbe informacij iz decimalnega številskega sistema v binarni sistem in mera njihovega shranjevanja

Naj bo število 156 in decimalni sistem. Pretvoriti ga moramo v digitalno obliko. Kako to narediti ročno? Treba ga je deliti z 2, dokler to ne postane nemogoče.

1. Prvo dejanje: 156/2=78. Preostanek delitve je 0, to bo zadnja številka v binarnem sistemu za merjenje informacij, zato se vnese v določene pomnilniške celice računalniške naprave in shrani v obliki bitov - minimalno merilo informacij .
2. Naprej - 78/2=39. Preostanek deljenja je spet 0. Predzadnja številka binarne kode bo spet 0. Zavzame zelo malo prostora, zato bo izračunana v bitih. Toda za snemanje ogromne količine video informacij je potrebna velika količina računalniškega pomnilnika, na primer terabajt. Koliko bitov je to, vprašate? Pojdimo k temu vprašanju.
3. Naslednja stopnja delitve je bolj zanimiva. Imamo število 39. Ni popolnoma deljivo s številom 2. Kaj je treba narediti? 39/2=19. Preostanek deljenja je 1. Ta številka bo tretja od konca binarne kode.
4. Naknadno dejanje - 19/2=9 (z ostankom 1). Zapišemo ostanek pred tremi obstoječimi števkami iz odgovora.
5. 9/2=4 z ostankom 1. To enoto zapišemo kot peto od konca odgovorne binarne kode.
6. 4/2=2 brez ostanka. Zato binarni kodi dodamo 0.
7. 2/2=1. Ostanek delitve je 0, vnesite ga v kodo in ne pozabite dodati preostale enote.

Tako nam je uspelo pretvoriti preprosto decimalno število v binarno strojno kodo, ki jo lahko računalnik obdela v delčku milisekunde in jo pretvori v bite. Toda praštevilo zavzame zelo malo pomnilnika v primerjavi z grafični objekti ali video posnetke v HD kakovosti. Mnogi ljudje postavljajo naslednje vprašanje: "1 terabajt - koliko gigabajtov in koliko datotek je mogoče shraniti na disk s takšno zmogljivostjo?" Glede na to, da je terabajt ena največjih merskih enot, je to precej.

Obstoječe merske enote količine digitalnih informacij

Najmanjša enota količine informacije v računalniškem polju je bit, ki ima lahko vrednost 0 ali 1. Zraven je bajt. Enak je osmim bitom. Dandanes so bliskovni pogoni, pomnilniške kartice in izmenljivi mediji ne ustvarite več manj kot 1 gigabajta. Da, in to se šteje za premajhen obseg. Računalniških naprav z zmogljivostjo praktično ne kupujejo več notranji pomnilnik manj kot 1 terabajt. Koliko je to v gigabajtih? En terabajt vsebuje 1024 gigabajtov. Impresivna številka, kajne? Vendar to ni mejna vrednost. Šteje se, da je največja vrednost mere količine informacij ta trenutek yottabyte.

Pretvarjanje ene merske enote v drugo

Za pretvorbo iz manjše enote v večjo količino informacije in obratno, iz večje v manjšo, morate poznati osnovne količine in njihov prevod. Najmanjša vrednost vsebuje samo dva znaka in se imenuje binarna.

Naslednja največja merska enota ima podobno ime - bajt. Vsebuje 8 bitov in s tem 16 znakov. Nato se uporabijo že znane predpone kilo-, mega-, giga-, tera- itd., ki ustrezajo številkam v dvojiškem sistemu: 2 10 = 10 2, 2 20 = 10 3, 2 30 = 10 4, 2 40 = 10 5.

Zgoraj je opisana metoda za pretvorbo decimalnih števil v dvojiška. Če nekdo ne razume, koliko gigabajtov je v terabajtu, uporabite spletni kalkulator, ki lahko samodejno izračuna katero koli vrednost in mersko enoto.

Kako uporabiti spletni kalkulator za pretvorbo merskih enot?

Obstaja veliko programov za pretvorbo števil iz ene merske enote v drugo. Če želite prevesti kakršno koli količino informacij, morate najti enoto pretvornika informacij. Če morate izračunati 1 terabajt, koliko MB, GB ali bitov je, potem vnesite "1" v prazno celico, na spustnem seznamu izberite vrednost, iz katere želite pretvoriti (v tem primeru TB) . Na drugem spustnem seznamu - enota, v katero je treba izvesti prenos. To je lahko manjša ali večja mera meritve. Odgovor boste prejeli takoj.

Koliko izmenljivih bliskovnih pogonov lahko nadomesti 1 1 TB trdi disk?

Ste se kdaj vprašali, koliko informacij lahko shrani 1 terabajtni trdi disk? Koliko bliskovnih diskov je to s povprečno kapaciteto 32 GB? 1024/32 = 32 bliskovnih pogonov. Kaj pa, če so to 64-gigabajtni bliskovni diski? Potem je 1024/64 = 16 naprav za shranjevanje informacij. Kar veliko, kajne? Ali ni lažje kupiti računalniška naprava tako velike velikosti in nikoli več ne skrbite, da nimate kam shraniti fotografij, videoposnetkov, potrebne programe za delo in igro?

Kako si zapomniti merske enote količine informacij?

Če si želite hitro in enostavno zapomniti, da je 1 terabajt koliko gigabajtov, morate le enkrat prebrati zanimivo šalo o programerjih. Sliši se nekako takole: »Kakšna je razlika med navadnim človekom in programerjem? On misli, da je v 1 kg klobase 1000 g, programer pa ocenjuje na 1024 g.”

Kaj bi radi izboljšali ta članek?: Dodajte ilustracije. Wikifikiraj članek. Arhitektura računalnik(Arhitektura... Wikipedia

Procesor ARM proizvaja Conexant, nameščen predvsem v usmerjevalnikih (prej Advanced RISC Machine, ki ga je izboljšal ARM Limited. Ta arhitektura se pogosto uporablja pri razvoju vgrajenih sistemov. To je posledica dejstva, da podatki ... ... Wikipedia

Zahteva za osem bitov se lahko nanaša na naslednje vrednosti: oktet (računalništvo), alias bajt 8-bitna barva 8-bitna (računalniška arhitektura) Tretja generacija igralnih sistemov o 8-bitnih konzolah. O estetiki iger za 8-bitne konzole... ... Wikipedia

Ta izraz ima druge pomene, glejte MIPS. MIPS (Microprocessor without Interlocked Pipeline Stages) je mikroprocesor, ki ga je razvil MIPS Computer Systems (trenutno MIPS Technologies) v skladu z ... ... Wikipedia

Ta članek govori o računalniški arhitekturi. Za leto (MMIX z rimskimi številkami) glejte 2009. MMIX (izgovorjeno em mix) 64-bitna računalniška arhitektura RISC, ki jo je zasnoval Donald Knuth s pomembnimi prispevki Johna... ... Wikipedia

Intel 80486DX2 v keramičnem ohišju PGA. Intel Celeron 400 socket 370 v plastičnem ohišju PPGA, pogled od spodaj. Intel Celeron 400 socket 370 v plastičnem ohišju PPGA, pogled od zgoraj ... Wikipedia

Da bi temeljito razumeli, kaj so biti, kaj so bajti in zakaj je vse to potrebno, se najprej malo posvetimo pojmu "Informacija", saj delo temelji na tem. računalniška tehnologija in podatkovna omrežja, vključno z našim ljubljenim internetom.
Za osebo je informacija neko znanje ali informacija, ki si jo ljudje izmenjujejo v procesu komunikacije. Sprva so znanje izmenjevali ustno, prenašali drug drugega, nato se je pojavilo pisanje in informacije so se začele prenašati z rokopisi, nato pa s knjigami. Za računalniške sisteme so informacije podatki, ki se zbirajo, obdelujejo, shranjujejo in prenašajo naprej med deli sistema ali med različnimi računalniški sistemi. Toda če so bile prej informacije postavljene v knjige in je bilo njihovo količino mogoče vsaj nekako vizualno oceniti, na primer v knjižnici, potem so v kontekstu digitalnih tehnologij postale virtualne in jih ni mogoče meriti z običajnim in znanim metričnim sistemom, na katerega smo so navajeni. Zato so bile uvedene enote za merjenje informacij - biti in bajti.

Malo informacij

V računalniku so informacije shranjene na posebnem mediju. Tukaj so najbolj osnovni in poznani večini od nas:

Trdi disk (HDD, SSD) - optični disk(CD, DVD) - izmenljivi pogoni USB (flash pogoni, USB-HDD) - pomnilniške kartice (SD, microSD itd.)

Vaš Osebni računalnik ali prenosni računalnik sprejema informacije, predvsem v obliki datotek z različnimi količinami podatkov. Vsaka od teh datotek je sprejeta, obdelana, shranjena in posredovana s katerimkoli nosilcem podatkov na ravni strojne opreme v obliki zaporedja signalov. Obstaja signal - ena, ni signala - nič. Tako so vse informacije, shranjene na trdem disku - dokumenti, glasba, filmi, igre - predstavljene v obliki ničel: 0 in enic: 1. Ta številski sistem se imenuje binarni (uporabljata se samo dve številki).
Tukaj je ena enota informacije (ni pomembno, ali je 0 ali 1) in se imenuje bit. Sama beseda bit prišla k nam kot okrajšava za bi nary digi t- binarno število. Kar je omembe vredno, je to angleški jezik Obstaja beseda bit - malo, kos. Tako je bit najmanjša enota informacije.

Koliko bitov je v bajtu

Kot ste že razumeli zgoraj, je bit sam po sebi najmanjša enota v sistemu merjenja informacij. Zato je uporaba popolnoma neprijetna. Posledično je leta 1956 Vladimir Buchholz uvedel še eno mersko enoto - Bajt, kot sveženj 8 bitov. Tukaj je vizualni primer bajta v dvojiškem sistemu:

00000001 10000000 11111111

Tako je teh 8 bitov bajt. Je kombinacija 8 števk, od katerih je lahko vsaka ena ali ničla. Skupaj je 256 kombinacij. Nekaj ​​takega.

Kilobajt, megabajt, gigabajt

Sčasoma se je količina informacij povečala in v Zadnja leta v geometrijski progresiji. Zato je bilo odločeno, da se uporabijo predpone metričnega sistema SI: Kilo, Mega, Giga, Tera itd.
Predpona "kilo" pomeni 1000, predpona "mega" pomeni milijon, "giga" pomeni milijardo itd. Hkrati je nemogoče potegniti analogije med navadnim kilobitom in kilobajtom. Dejstvo je, da kilobajt ni tisoč bajtov, ampak 2 na 10. potenco, torej 1024 bajtov.

V skladu s tem je megabajt 1024 kilobajtov ali 1048576 bajtov.
Gigabajt je enak 1024 megabajtom ali 1048576 kilobajtom ali 1073741824 bajtom.

Za poenostavitev lahko uporabite naslednjo tabelo:

Kot primer bi rad navedel te številke:
Standardni A4 list z natisnjenim besedilom v povprečju zavzame okoli 100 kilobajtov.
Navadna fotografija na preprostem digitalnem fotoaparatu - 5-8 megabajtov
Fotografije, posnete s profesionalnim fotoaparatom - 12-18 megabajtov
Glasbena skladba v formatu mp3 povprečne kakovosti za 5 minut - približno 10 megabajtov.
Navaden 90-minutni film, stisnjen v normalni kakovosti - 1,5-2 gigabajta
Isti film v HD kakovosti - od 20 do 40 gigabajtov.

P.S.:
Zdaj bom odgovoril na vprašanja, ki mi jih najpogosteje postavljajo začetniki.
1. Koliko kilobitov je v megabitu? Odgovor je 1000 kilobitov (sistem SI)
2. Koliko kilobajtov je v megabajtu? Odgovor je 1024 kilobajtov
3. Koliko kilobitov je v megabajtu? Odgovor je 8192 kilobitov
4. Koliko kilobajtov je v gigabajtu? Odgovor je 1.048.576 kilobajtov.