Устройство и работа персонального компьютера. Часть II

Информация в компьютере

Возможно, этот раздел покажется вам сложным. Но напоминаем, что ничего не надо учить или запоминать, главное - это получить представление или впечатление от того, как же все кодируется внутри компьютера.
Вся информация в компьютере кодируется с помощью чисел. Мы в своей жизни используем десятичную систему счисления. Систему, в которой все возможные числа выражаются с помощью десяти цифр от нуля до девяти. Эта система настолько естественна для нас, что возникает вопрос: «Разве может быть по-другому?».
Процессор обрабатывает информацию, которая представлена в виде электрических сигналов. Поэтому очень удобно для процессора кодировать числа с помощью всего двух состояний: есть напряжение или нет напряжения сигнала. Присутствие напряжения называют уровнем логической единицы, отсутствие - уровнем логического нуля. Почему логического? Потому что на самом деле, мы подразумеваем 0 или 1 под уровнем напряжения. Если в вашей квартире отключили электричество, то можно сказать, что в розетке присутствует уровень логического нуля. Таким образом, процессор кодирует все числа с помощью всего двух цифр О и 1. Это называется двоичной системой счисления. Человечество не сразу пришло к десятичной системе. В качестве основной причины, почему люди используют десятичную систему счисления, ученые называют десять пальцев на обеих руках. Скорее всего, это так. Но предположим, что у нас в распоряжении всего две цифры 0 и 1. Можно ли выразить все числа с помощью всего двух цифр? Можно. Ниже показан пример соответствия десятичной и двоичной систем.
Десятичная 0    1    2    3    4    5   6   7   8   9   10
система
Двоичная 0  1  10  11  100  101  110  111  1000  1001  1010
система
Переход от одной системы счисления к другой можно продемонстрировать на примере десятичного числа 12, которое в двоичном выражении выглядит так: 1100.

1100          12
1100 = 1 * 23 + 1 * 22 + 0 * 2' +0 * 2° = 12 = 1 *10' +2 *10°


В этом примере числа раскладываются на разряды. Число 1100 состоит из четырех разрядов, которые пронумерованы от нуля до трех, а число 12 - из двух.
Процессор Pentium может за один прием передавать 32-х разрядные двоичные числа, то есть в процессор входит 32 провода для одновременной передачи 32-х разрядов. Двести восемьдесят шестые процессоры могли передавать за один прием только 16 разрядов. Поэтому 32-х разрядный процессор при передаче данных работает как минимум в два раза быстрее 16-ти разрядного. Один 0 или одна 1 называется битом. Другими словами, один разряд двоичного числа называется битом. Восемь бит образуют байт. Объемы хранимой информации в компьютере измеряются именно в байтах. 1024 байт образуют один килобайт, который обозначается как 1К. Именно 1024, а не 1000, так как система счисления двоичная, а не десятичная. 1024К образуют один мегабайт - 1 Мб. На обычном трехдюймовом диске может быть записано 1 457 664 байт или округленно 1,4 Мб - мегабайт. Много это или мало? Символы алфавита в компьютере кодируются с помощью одного байта, таким образом, на дискете может быть записано почти полтора миллиона текстовых символов, книга почти в тысячу страниц! К сожалению, сегодня это очень мало. На дискете может поместиться всего 17 секунд качественного стереозвука. Цветное изображение формата А4 может занимать более 20 Мб. Для хранения информации таких объемов используют CD-ROM диски. Отметим, что емкость CD-ROM диска составляет более 600 Мб.
В последнее время наметилась тенденция при подсчетах емкости дисков и памяти округлять килобайт до 1000 байт, «втискивая», таким образом, килобайты и мегабайты в привычную десятичную систему. На жестком диске компьютера может храниться любая информация: программы, текстовые документы, графические изображения, видеоклипы, звуки и т. д. и т.п. Удивительно, но все это богатство информации кодируется с помощью всего двух логических состояний: включено или выключено, единица или ноль. Каким же образом это достигается?

Далее