Праздники закончились. Жизнь продолжается

А в общем-то она и не останавливалась, печаля и радуя нас всевозможными своими проявлениями. В том числе и праздничными.

И мы сами вольны для себя решать – что для нас жизнь.

Череда ли это тусклых и серых беспросветных будней.

Или все-таки это – праздник. Праздник рождения, праздник цветения. 

Праздник испытания, праздник преодоления.

Праздник движения, праздник познания...

Сердечно приветствую завсегдатаев клуба «Компьютер для тех, кому за…»

И сразу хочу сказать огромное спасибо за теплые отзывы о моих скромных эпистолярных упражнениях, за искренние слова поздравлений в мой адрес в ответ на краткие поздравления мои.

Пишут и молодые люди и мои ровесники, пишут и россияне и из-за рубежа. Отрывки из некоторых писем я приведу в конце выпуска.

А пока…

Нас ждет шестая чашка ароматного кофе, которую, как это следует из писем, многие из Вас ждут с нетерпением.

Испытывать дальше Ваше терпение я не собираюсь.

Поэтому, приступим…

Пятую, предыдущую, чашку кофе мы допивали со словами о том, что не плохо было бы разобраться с тем, а что мы, собственно, собираемся делать со своим персональным компьютером.

Ведь, если компьютер – это вычислительная машина, то… То что?

Дело в том, что из всего огромного количества компьютеров, которое сейчас трудится на всем Земном шаре (а это сотни и сотни миллионов – точно вряд ли кто-то подсчитывал) едва ли процентов пять заняты теми задачами, ради решения которых они и были созданы, - собственно вычислениями. Тем, чему они обязаны своим названием (вспомним, compute – вычислять).

Ну, может быть в Центре управления полетами рассчитывают траектории космических летательных аппаратов.

Ну, может быть в Курчатовском институте просчитывают эксперименты на ускорителях элементарных ядерных частиц.

Или может где-нибудь в Госкомстате после очередной переписи подсчитывают на сколько же за последний период у нас опять убыло население.

Не претендую на исчерпывающую полноту приведенного списка, но думаю, тенденция понятна – чисто вычислениями занята небольшая, узкоспецифическая часть компьютерного парка.

- А что же делает оставшаяся неисчислимая армия компьютеров? – с содроганием спросите Вы.

Отвечу я Вам не сразу, а для того, чтобы сохранить интригу, спрошу своих внимательных читателей: «Ну-ка, что еще, кроме вычитания-деления-умножения-сложения умеет делать компьютер?»

Правильно! Еще он умеет – сравнивать. Числа.

То есть он может выяснить, что одно число больше другого, что третье число меньше четвертого. А разница вот этих чисел не равна нулю. А сумма вон тех двух чисел больше вон того, третьего. Ну, и так далее и тому подобное.

И вот здесь мы приближаемся к очень тонкому, ключевому моменту, поняв который Вы очень многое поймете в компьютерном мире.

Чувствуете? Интрига нарастает…

Но чтобы лучше понять этот ключевой момент, давайте зайдем немного с другой стороны.

Вот мы говорим – память в компьютере нужна для хранения информации. Понимаем, что память, в которую помещается большой объем информации – это хорошо.

А в чем, собственно, измеряется этот объем информации? Существует ли единица, которой можно измерить информацию?

Хороший вопрос. Просто замечательный вопрос!

Не буду Вас томить – есть такая единица. Единица измерения информации.

Но. По порядку…

Представим себе некое событие. (Вы человек взрослый – попробуйте абстрагироваться).

Так вот, об этом событии, допустим, можно сказать, что в какой-то момент оно есть, а в какой-то момент – его нет. Значит информация об этом событии заключается в том, что в первом случае – ДА, оно есть, а во втором случае его попросту – НЕТ.

Следите за мыслью? Выходит, информацию о наличии этого события можно описать всего одной парой слов – ДА, НЕТ.

Или так - информация о том, что это событие есть, может быть либо истинной - ДА, либо ложной - НЕТ.

Напряжение нарастает! Внимание…

Торжественно объявляю - единица измерения информации, значение которой (этой самой - единицы) может быть либо ДА, либо НЕТ, в случае с компьютером – это либо 1 (единица), либо 0 (ноль) - называется бит (по-английски bit – кусочек).

Мы пытаемся с Вами определить и внутренне осознать базовое понятие всей вычислительной техники, которое заключается в следующем (это как понятие «точка» в Эвклидовой геометрии):

Бит – это единица измерения информации. Причем, не просто единица информации, а – минимальная единица. Полбита – не бывает.

И вот здесь оно все сошлось…

Когда в середине прошлого века ученые-кибернетики (кибернетика – наука, изучающая законы управления и передачи информации) впервые задумались о создании электронной вычислительной машины, встал вопрос – а каким, собственно должен быть базовый элемент этой самой машины?

Единственным электронным элементом на тот момент была электронная лампа. Которая обладала очень важным для нас свойством – у нее было всего два состояния. Она могла быть либо открытой (то есть пропускала через себя электрический ток), либо – закрытой (то есть совсем через себя ничего не пропускала).

Внимательные читатели помнят, что потом эти функции стали выполнять транзисторы, а потом (и сейчас) – микросхемы, в которые эти транзисторы в невероятных количествах запихивают.

Итак, имеем электронный элемент, который в свою очередь имеет два состояния – закрытое и открытое. Ноль или единица. ДА или НЕТ. Истина или ложь.

Стоп. Где-то мы это уже слышали…

Да мы только что об этом говорили!

Мало того, к тому моменту уже сто лет как существовал замечательный раздел математики – алгебра логики, которая легко и непринужденно оперирует с этими ДА и НЕТ, с этими истинами и ложью.

Спасибо Джоржу Булю – замечательному английскому математику, создателю алгебры логики (Булевой алгебры).

Мало того, пытливые ученые умы заметили, что в двоичной системе (в отличие от привычной нам – десятичной) любой разряд любого числа может принимать всего два значения – 0 и 1. Третьего быть не может – система-то двоичная!

Итак, элементная база - есть, математический аппарат – есть, система счисления (двоичная) – тоже есть. Пора делать электронную вычислительную машину.

Один цифровой разряд будем делать на одном электронном элементе. И там будет храниться либо 1 (он открыт), либо 0 (он закрыт).

Кстати, о цифровых разрядах.

Когда те самые пытливые ученые придумали название для единицы информации, они объяснили, что это сокращение от названия binary digit (bit) – двоичная цифра (двоичный разряд).

А bit (кусочек) – это просто игра слов.

Красиво. Мне нравится…

Так вот, к «нашим баранам».

Выставив такие разряды в ряд, получим число. Причем, чем больше разрядов, тем большее туда может быть записано число.

Например, первый персональный компьютер был сделан на 8-ми разрядном процессоре.

А теперь перечитайте предыдущее предложение еще раз.

Буквально 10 минут назад оно для Вас было бы пустым звуком. А сейчас прочитали и ничего. Вроде все понятно…

То ли еще будет!

Так вот, самое время поговорить о том, какие существуют производные единицы информации.

Значит так. В вычислительной технике один разряд – это один бит. Два разряда – два бита. Четыре разряда – четыре бита. Восемь разрядов – восемь бит.

А вот и не правильно! Восемь бит – это один байт.

Вот так просто мы узнали первую производную единицу измерения информации – байт, который равен 8 битам.

Дальше будет легче.

Вес (значение) каждого разряда в двоичной системе определяется степенью числа 2.

То есть 2 в степени 1 (2¹) – это 2.

2 в степени 2 (2²) – это 4. Ну, и так далее.

И смотрите, что интересно. 2 в степени 10 равно, ни много ни мало, – 1024 (одной тысяче двадцати четырем).

1024 - практически тысяча. Но все-таки не тысяча, а чуть больше. А тысяча, как мы помним, - это кило.

Как же заманчиво, вместо того, чтобы выговаривать «одна тысяча двадцать четыре бит», сказать просто – один килобит.

А кто нам мешает? А никто!

А раз никто, то решено. Отныне:

1024 бит (2¹⁰ бит) – 1 килобит. Сокращенно – 1 Кбит. Или еще проще – 1 Кб

По аналогии идем дальше.

1024 Кбит (2¹⁰ Кбит) – 1 мегабит. Сокращенно – 1 Мбит или 1 Мб.

1024 Мбит (2¹⁰ Мбит) – 1 гигабит. Сокращенно – 1 Гбит или 1 Гб.

Тоже самое справедливо и в отношении байта (как мы помним 1 байт равен 8 битам).

Поставьте в выше приведенные строчки вместо слова бит слово байт и потренируйтесь в произношении очень часто употребляемых в компьютерном мире слов:

Килобайт… Мегабайт… Гигабайт…

Хорошо звучит, не правда ли?

Тем более, когда понимаешь, что Гигабайт – это есть больше миллиарда байт (Больше, потому что тысяча у нас не тысяча, а тысяча двадцать четыре. Не забыли?).

Да, чтобы не путать сокращенные написания, принято бит писать с маленькой буквы, байт – с большой.

Таким образом, 1 Мб – один мегабит, а 1 МБ – это один мегабайт. Запомнили?

А теперь в свете вышеизложенного посмотрим, как вся эта теория стыкуется с практикой.

Устав от цифр и обозначений, Вы можете у меня спросить: «Ну зачем мне все это нужно? Когда мы будем делить наши деньги? Вернее, когда мы уже будем его включать?»

Минуту терпения, дорогие мои.

Сейчас я Вам назову еще несколько цифр и все в наших головах встанет на свои места. Или почти все…

В общем, смотрите сюда.

Начнем с памяти. Средний объем оперативной памяти персонального компьютера на сегодня – 512 КБ (пятьсот двенадцать килобайт – пишу, чтобы Вы мое произношение сравнили со своим).

Это не много и не мало. Это полгигабайта. Нормально.

Встречаются конечно компьютеры и с 256 КБ памяти. Но это компьютеры, которым уже год-два, как минимум. А новые компьютеры меньше, чем с 512 КБ ОЗУ покупать не стоит.

Тем более, при желании и необходимости объем памяти всегда можно нарастить. То есть купить в магазине маленькую платку с микросхемой памяти и просто вставить куда надо.

Но сейчас не об этом.

Следующим по показателю объема хранимой информации идет компакт-диск. Наш старый добрый сидишник умудряется разместить на своей блестящей поверхности в среднем порядка 700 МБ информации.

Не намного больше, чем ОЗУ (а может даже и меньше, если у Вас ОЗУ – 1 ГБ), но зато он имеет неоспоримое преимущество. На него можно записать видеофильм, резервную копию любой другой информации, вынуть из дисковода (из CD-ROM’а), положить в красивую коробочку и убрать на полку. И ничего с ней не случится (я имею в виду – с информацией). Ни через год, ни через пять.

Удобно? Удобно. Надежно? Надежно.

А если я Вам скажу, что CD уже отживают свое, а на смену им идут (и уже пришли) диски под названием DVD?

По виду диски DVD совершенно не отличаются от CD. Первоначально DVD предназначались только для записи видео фильмов – Digital Video Disc, - а сейчас они используются для записи любой полезной информации.

А отличие DVD от CD состоит в том, что DVD-формат имеет большую плотность записи.

И вследствие этого на тот же самый по виду диск помещается уже не 700 МБ информации, а, я не побоюсь этого слова, - все 4,7 ГБ (то есть 4700 МБ). Почти в семь раз больше!

Воодушевленные идем дальше.

Что там у нас еще значится во внешних устройствах памяти? Ну конечно же жесткий диск!

Для персональных компьютеров, которые стоят на полках компьютерных магазинов сегодня, объем жесткого диска колеблется в пределах 80 – 120 ГБ. Внушает, не правда ли?

Правда продавцы утверждают, что по соотношению цена/объем винчестеры на 200 ГБ покупать выгоднее. Но все равно винт на 80 ГБ значительно дешевле. И, уверяю Вас, - 80 ГБ Вам с головой хватит!

А теперь, дорогие мои, скажите-ка мне, пожалуйста. Для чего нашему персональному компьютеру нужны эти вместилища на сотни миллионов и миллиардов байт информации?

Наконец-то этот вопрос прозвучал!

И наконец-то я могу на него дать ответ.

Да в том-то все и дело, что 95% всех существующих компьютеров только тем и занимаются, что просто хранят и обрабатывают информацию (ну, еще и – принимают и передают). И все!

Поэтому объемные характеристики устройств памяти (не сильно загнул?) имеют для современного компьютера решающее, определяющее значение.

И еще один параметр для компьютера является определяющим – это быстродействие процессора.

Помните, я говорил о миллиардах операций в секунду? Сейчас поясню.

Выполнение одной элементарной операции в центральном процессоре происходит в течении одного такта (некоего промежутка времени).

Последовательность тактов – последовательность элементарных операций – задается тактовым генератором. То есть сигнал тактового генератора имеет определенную частоту колебаний в секунду.

Одно колебание в секунду называется – один Герц (обозначается – 1 Гц).

Тысяча колебаний в секунду – тысяча Герц или 1 килогерц (1 КГц).

Миллион колебаний в секунду – 1 мегагерц (1 МГц).

Миллиард колебаний в секунду – 1 гигагерц (1 ГГц).

Современный микропроцессор фирмы Intel – P IV (Пентиум 4) имеет рабочую тактовую частоту порядка 3 ГГц (плюс – минус).

Три миллиарда операций в секунду!

Да тут уж точно - никакой Гарри Каспаров не справится.

У-ф-ф!

Вот уж теперь-то вздохните свободно - необходимый техминимум знаний об устройстве персонального компьютера нами пройден.

И, надеюсь, усвоен.

Можно идти включать компьютер.

…

Чем мы и займемся на следующей приятной встрече, попивая в кругу друзей седьмую чашку ароматного кофе.

Не пройдет и недели…

Расскажите своим друзьям, пусть приходят –самое интересное продолжается!

Места, конечно же, – хватит всем.

Как, впрочем, и кофе…

Кстати, о праздниках

Никак не ожидал, что после моих майских поздравлений на меня обрушится просто шквал Ваших ответных поздравлений, размышлений, благодарностей, пожеланий.

Как и обещал, привожу несколько выдержек из писем участников клуба «Кому за…» 

Отрывок  из  звуковой  открытки,  которую прислала  Елена  Баранова:

А это письмо упало в мой почтовый ящик сегодня ночью. От Татьяны из Голландии. Очень трогательно и искренне (пунктуацию оставляю без изменений):

Вот  на  этой  мажорной  ноте  мы  и  поставим  наши  пустые  чашки  на стол. 

И попрощаемся не надолго. И будем ждать следующей встречи. 

И через неделю встретимся снова.

Обязательно пишите, Вы не одни: mike.scribe@gmail.com

Уже жду Вас -

Ваш Михаил.

Можно просто – Михаил Иванович…

P.S. Приглашайте к нам в клуб Ваших сверстников - друзей и знакомых. Просто перешлите им это письмо. Они Вам только спасибо скажут…