Определить объем памяти в килобайтах, занимаемый текстом из 60 страниц по 512 символов в каждой

Обновлено: 30.06.2024

Каждый файл на компьютере использует определенное количество ресурсов при отправке через Интернет или сохранении. Помня о своих килобайтах (КБ) и мегабайтах (МБ), вы можете предотвратить проблемы и обеспечить более плавную работу в Интернете. Это руководство GreenNet поможет вам отличить китов от пескарей.

Компьютерные ресурсы имеют физические пределы своих возможностей, даже если идею компьютерных ресурсов можно масштабировать до бесконечности. Поэтому мы действительно хотим думать о размерах файлов аккуратно, минималистично и, таким образом, максимально использовать ресурсы, которые у нас уже есть. Хотя большинство людей в настоящее время, кажется, имеют подключение к Интернету, которое легко справляется с аудио, видео и изображениями с высоким разрешением, стоит помнить, что многие люди этого не делают. Если не позаботиться, можно создать большой мультимедийный файл, который на самом деле передает людям не больше информации, чем файл в десятую или сотую часть размера.

Программные пакеты, которые потребляют слишком много памяти и места на диске для выполнения своих функций, иногда называют "раздутыми программами", и аналогичную эстетику можно применить к медиафайлам. Например, размещение расшифровок на веб-сайте может помочь людям быстрее находить нужную им информацию, чем только аудио- или видеоинтервью. Точно так же вы можете подумать, будет ли людям, в том числе с нарушениями зрения, проще прочитать дату и время события из текстового сообщения электронной почты или открыть большой PDF-файл или файл изображения плаката. (Кстати, термин Microsoft «документ» для файлов так и не прижился. В данном контексте эти два слова являются синонимами.)

Итак, насколько большим является слишком большой? Очевидно, это зависит от контекста. Если вы подписываете отчет, который предназначен для печати, то вполне разумно отправить по электронной почте вложение в формате PDF размером 10 МБ нескольким людям с просьбой дать окончательные комментарии. Что было бы неразумно, так это отправить готовый 10-мегабайтный файл по электронной почте вашему списку из 2000 сторонников. Вместо этого вы можете создать версию PDF с более низким разрешением или даже текстовую версию, разместить ее на своем веб-сайте и отправить по электронной почте ссылку на файл, возможно, с небольшим указанием размера файла (например, «[1,2 МБ PDF] ") рядом со ссылкой для скачивания.

Зачем беспокоиться о размере файла, если человеку с высокоскоростным широкополосным доступом в Интернет требуется всего 15 секунд, чтобы загрузить файл размером 10 МБ?

Несмотря на то, что у некоторых людей загрузка может занять 15 секунд (например, широкополосный доступ GreenNet ADSL2+ со скоростью "до" 12 Мбит/с), 10 % домашних интернет-соединений в Великобритании по состоянию на 2009 год по-прежнему осуществляются с коммутируемым доступом, во многих других странах этот показатель выше. . Загрузка 10 МБ по телефонной линии может занять около часа. При более старых широкополосных соединениях или в сельской местности скорость загрузки может составлять 512 кбит/с, а передача по-прежнему занимает несколько минут. Даже при самом быстром широкополосном доступе скорость загрузки часто ограничена 256 кбит/с, поэтому, если вы ожидаете повторной передачи файла размером 10 МБ, это, скорее всего, будет медленнее, чем ожидалось.

Большой файл сам по себе не представляет проблемы, но если его умножить на размер аудитории, это может привести к проблемам с пропускной способностью, которые повлияют на интернет-провайдеров и других пользователей. Передача также потребляет большее количество энергии, что может привести к необходимости модернизации оборудования (до 80% энергии за время жизни компьютерной техники «воплощается», то есть при ее изготовлении). GreenNet не ограничивает пропускную способность, но подчиняется политике «добросовестного использования».

После загрузки большие файлы труднее манипулировать. Большие электронные письма могут замедлить доступ к почтовому ящику и увеличить размер файлов почтовых ящиков на компьютерах получателей. Большие файлы изображений на веб-странице часто должны масштабироваться программным обеспечением браузера, а это означает, что навигация и прокрутка страницы могут быть медленными и беспорядочными. (Есть и другие факторы, которые могут вызвать медленную "отрисовку" страницы, например, Javascript или сложная "внутренняя часть" веб-сайта.)

Тогда есть резервная копия. Если кто-то намеревается сохранить документ или изображение или заархивировать всю электронную почту, он может быть многократно реплицирован на резервном носителе. Люди также могут не захотеть хранить файлы, которые занимают больше памяти, чем они того стоят, и поэтому удаляют их.

Это все еще 15 секунд, даже если это фоновая загрузка. Некоторым из нас не терпится дождаться компьютера более полсекунды.

Что на самом деле означает каждая единица памяти компьютера?

Короче говоря, префиксы "кило-", "мега-", "гига-" и "тера-" аналогичны их использованию в любых других единицах измерения, таких как метры или ватты:

1 Б = 1 байт;
1 КБ = 1000 байт;
1 МБ = 1000 КБ;
1 ГБ = 1000 МБ или 1 000 000 000 байт.

(Чтобы запутать ситуацию, «1 КБ» или «1 КБ» используются многими компьютерщиками для обозначения 1024 байтов, что является удобным числом в двоичном формате, а память или диск часто выделяются операционными системами в единицах 1024.Чтобы избежать этой путаницы со стандартным научным использованием «мега-» и т. д., термины «кибибайт» (КиБ), «мебибайт» (МиБ), «гибибайт» (ГиБ) и «тебибайт» теперь рекомендуются для этих не- десятичные технические единицы. Вы все еще можете чувствовать себя обделенным, если купили флэш-накопитель на 4 ГБ, а его объем составляет всего 3,725 ГБ. Для простоты в этой статье мы будем использовать круглые тысячи и килобайты [кБ].)

Как посмотреть размеры файлов?

Размер файла или вложения обычно легко доступен, если он еще не заметен. В Windows щелчок правой кнопкой мыши на любом файле, папке или диске и выбор «Свойства» покажет размер. В окне Проводника вы можете выбрать «Подробности» в меню «Вид»; или в диалоговом окне открытия или сохранения файла есть кнопка «Просмотр», из которой вы также можете выбрать «Подробности». Если вы затем нажмете слово «Размер» в верхней части столбца, вы можете сгруппировать самые большие файлы в папке. В Mac OS X вы можете нажать Command+i, чтобы отобразить сведения об отдельном файле, или Command+Option+i, чтобы отобразить сведения обо всех выбранных элементах в окне Инспектора. Эквивалент представления «Подробности» для Mac — это представление «Список», а сочетание клавиш Command+J дает возможность «рассчитать все размеры» папок и файлов.

Большинство почтовых программ, таких как Windows Mail или Thunderbird, всегда отображают размер вложений рядом с именем файла. В Thunderbird (и многих других программах) вы можете нажать кнопку столбцов в правом верхнем углу списка, чтобы добавить столбец, показывающий размер каждого элемента. FTP-программы, используемые для передачи файлов на веб-сайты, почти все показывают размер файлов по умолчанию, хотя обычно в байтах, поэтому вам нужно разбить эти большие числа на глаз на группы из трех цифр, чтобы увидеть, какие из них измеряются в B или kB, а который в МБ.

Таблица приблизительных размеров файлов

Трехминутный звук в формате MP3 с очень высоким битрейтом (256 кбит/с);
1 минута видео в низком разрешении или потокового видео с сайта обмена видео;
все опубликованные файлы кабельного шлюза Wikileaks к середине декабря 2010 г.;
20-страничный PDF-файл, который может включать неудачно выбранную обложку;
полное собрание сочинений Шекспира (без сжатия)

Изображения

Как вы уже поняли, одним из основных факторов, определяющих громоздкость файла, является качество или разрешение изображений. Изображение с разрешением 300 dpi (точек или пикселей на дюйм), добавленное в текстовый процессор или файл PDF, занимает примерно в четыре раза больше места, чем изображение с разрешением 150 dpi (поскольку разрешение применяется как по горизонтали, так и по вертикали). Теперь, если вам нужно поделиться изображением с кем-то в Интернете, либо на веб-сайте, либо по электронной почте, и вы не ожидаете, что он распечатает его, не ожидаете идеальной копии или увеличения для изучения мельчайших деталей, тогда это будет только быть показаны на экране. Так что стоит немного узнать о разрешениях экрана. Типичный плоский экран имеет ширину 1280 пикселей. Тем не менее, некоторые из них могут иметь меньшее или более низкое разрешение, и с учетом навигационных панелей и полей по бокам экрана, а также того, что веб-браузер посетителя может не занимать весь экран, вероятно, нет большого смысла в загрузке изображения, которое шире 800 пикселей. Все, что больше, и зритель может видеть только верхний левый угол изображения и должен прокручивать, чтобы увидеть остальное.

Отсканированные или цифровые фотографии могут быть в 20 раз больше, но при этом не казаться более четкими для получателя. Поэтому, если у вас есть такое изображение, вам нужно будет изменить его размер или уменьшить перед загрузкой или публикацией. Распространенной ошибкой при создании веб-страницы является попытка изменить размер изображения на странице путем изменения свойств элемента изображения. Некоторые системы управления контентом, такие как Drupal, могут включать в себя модуль изображения, который автоматически создает масштабированную копию изображения указанного вами размера, но если вы редактируете страницы в веб-программах, таких как Dreamweaver или KompoZer, шансы вы вынуждаете каждого посетителя веб-сайта загружать слишком много информации, а затем заставляете их компьютер работать очень усердно, выполняя уменьшение масштаба. Поэтому лучше стараться, чтобы фотоизображения, даже баннеры, не превышали 800 пикселей в поперечнике и, возможно, не превышали 50 КБ. Любое программное обеспечение для редактирования изображений, такое как GIMP с открытым исходным кодом, позволяет легко создавать файлы меньшего размера. Просто откройте большой файл, выберите функцию "размер изображения" или "масштабирование изображения", выберите нужную ширину, помня, что 800 пикселей часто соответствует полной ширине, и сохраните файл в подходящем формате.

Еще одна вещь, которую следует учитывать при работе с изображениями, – это различные преимущества различных видов сжатия и форматов файлов. Как упоминалось выше, файлы JPEG (также называемые файлами .jpg, потому что Windows когда-то была ограничена 3-символьными расширениями) чаще всего используются для фотографии, а формат JPEG используется почти во всех цифровых камерах. Они сохраняют полный диапазон цветов, но теряют определенное количество мелких деталей; существует баланс между размером файла и допустимым количеством искажений. Высокосжатый JPEG может иметь эффект интерференции Фурье, но большинство людей этого не заметят.В основном вам понадобится качество JPEG среднего уровня около 50 (из 100). Другими основными форматами, используемыми в Интернете, являются PNG или более старый GIF, и это форматы «без потерь», которые не подходят для фотографий или полноцветных сканирований произведений искусства. Однако для таких изображений, как штриховые рисунки или логотипы, которые были созданы на компьютере, выбор PNG позволяет очень эффективно сжимать области плоского цвета и сохранять четкие края дизайна, которые потеряет JPEG. PNG также имеет тенденцию использоваться для небольших изображений, поскольку для больших изображений гораздо важнее уменьшение размера за счет использования JPEG. Следующие изображения иллюстрируют, почему JPG не используется для небольших файлов с небольшим количеством цветов:


Крупный план логотипа GreenNet в формате PNG (с небольшим псевдонимом, но с «жесткими краями»)	Крупный план логотипа GreenNet с качеством JPEG 20

< /p>

Иными словами, для использования Интернета:

используйте PNG (или GIF) для кнопок, штриховых рисунков, диаграмм, большинства логотипов с острыми краями и, возможно, полностью черно-белых объектов, таких как отсканированный текст;

уменьшить масштаб, если он шире 800 пикселей.
преобразовать в индексированный цвет и выбрать адаптивную палитру, если она предлагается, с наименьшим числом отображаемых цветов (64 часто достаточно)
использовать максимальное сжатие
для больших сложных диаграмм и штриховых рисунков можно использовать новый формат SVG (масштабируемая векторная графика), который поддерживается Firefox 2 и Internet Explorer 9 и более поздних версий.

обрезать до нужного размера и/или соответствующим образом уменьшить масштаб, чтобы он не превышал ожидаемое количество пикселей на экране.
выберите любой параметр для оптимизации и используйте скромный параметр качества ( <60)

Другое, что вам может быть интересно узнать

Когда вы прикрепляете файл к электронному письму, он обычно преобразуется в текст ("base 64"), который может представлять только 6 бит на символ. Это означает, что файл размером 1 МБ будет создавать сообщение электронной почты размером около 1,37 МБ (включая дополнительные накладные расходы, соотношение составляет 26:19, 26 байт сообщения электронной почты на каждые 19 байт вложения).

Скорость передачи данных может измеряться в битах (обычно для рейтинга самого соединения) или в байтах (чаще для фактической скорости загрузки или выгрузки и указывается с большой буквы). Коэффициент преобразования обычно составляет 8 битов в 1 байт (исключая редкие в настоящее время биты четности или стоповые биты). Таким образом, старый коммутируемый модем может загружать и скачивать со скоростью 32 кбит/с, но это всего лишь 4 кбит/с или 4000 байт в секунду. Широкополосное/DSL-соединение со скоростью 8 мегабит в секунду (Мбит/с) на самом деле означает только абсолютный максимум 1 МБ/с, а загрузка программного пакета объемом 100 МБ (например, OpenOffice) займет не менее 100 секунд, а возможно, и больше.

Подводя итог, можно сказать, что если заранее подумать о том, чтобы создать файл такого размера, который будет легко передавать и удобен для получателя, это может впоследствии сэкономить многим людям много времени и места для хранения.

Размер информации в компьютере измеряется в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах и терабайтах. В этом разделе мы рассмотрим распространенные размеры, которые встречаются в реальной жизни, и научимся рассуждать о различных количествах байтов.

Килобайт или КБ

Килобайт КБ – около 1 000 байт
Как мы знаем, 1 байт - это один набранный символ
- см. ниже, почему здесь требуется фраза "около 1 тысячи"
Электронное письмо без изображений весит около 2 КБ.
Пятистраничный документ может весить 100 КБ.
Текст компактный, занимает меньше байтов по сравнению с изображениями, звуком или видео.
напр. 23 000 байт — это примерно 23 КБ

Один килобайт (КБ) – это совокупность примерно 1000 байт. Страница обычного латинского алфавитного текста занимает для хранения около 2 килобайт (около одного байта на букву). Типичное короткое электронное письмо также занимает всего 1 или 2 килобайта. Текст является одним из наиболее естественно компактных типов данных, для хранения каждой буквы требуется около одного байта. В нелатинских алфавитах, таких как мандарин, хранилище занимает 2 или 4 байта на «букву», что все еще довольно компактно по сравнению с аудио и изображениями.

Мегабайт или МБ

Мегабайт (МБ) – около 1 миллиона байт.
около 1000 КБ
Скорость звука в формате MP3 составляет около 1 МБ в минуту.
Цифровое изображение высокого качества весит около 2–5 МБ.
напр. 45 400 КБ равно 45,4 МБ.

Один мегабайт равен примерно 1 миллиону байт (или примерно 1000 килобайт). Аудиофайл MP3 длительностью несколько минут или изображение размером 10 миллионов пикселей с цифровой камеры обычно занимают несколько мегабайт. Эмпирическое правило для MP3-аудио гласит, что 1 минута аудио занимает около 1 мегабайта. Аудиоданные, изображения и видеоданные обычно хранятся в «сжатой» форме, например MP3.Мы поговорим о том, как работает сжатие позже. Компакт-диск с данными хранит около 700 МБ. Звук на компакт-диске не сжат, поэтому он занимает гораздо больше места, чем MP3. Серия битов представлена в виде спиральной дорожки крошечных ямок в серебряном материале диска. Представьте, что каждая ямка интерпретируется как 0, а отсутствие ямки — 1 при чтении последовательности спирали. Забавный факт: вся спираль на компакт-диске имеет длину более 5 км.

Математика — попробуй

Гигабайт или ГБ

Гигабайт ГБ = около миллиарда байтов
около 1000 МБ
ГБ – общепринятая единица измерения современного оборудования.
напр. 4000 МБ = 4 ГБ
Обычный компьютер может иметь:
–4 ГБ или ОЗУ,
–256 ГБ постоянной памяти.
Диск DVD имеет емкость 4,7 ГБ (один слой)
– Цифра – 2 ГБ на час видео (сильно варьируется).
Флэш-накопитель может вмещать 32 ГБ.
На жестком диске может быть 750 ГБ.

Математика — попробуйте сами
Сколько ГБ составляют 4 000 000 000 байт?

Терабайт или ТБ

Один терабайт (ТБ) составляет около 1000 гигабайт, или примерно 1 триллион байт. Вы можете купить жесткие диски емкостью 4 ТБ уже сегодня, поэтому мы начинаем время, когда этот термин входит в обиход. Термин «гигабайт» тоже был экзотическим, пока закон Мура не сделал его общепринятым.

Гигагерцы — скорость, а не байты

Один гигагерц – это 1 миллиард циклов в секунду (мегагерц – миллион циклов в секунду). Гигагерц — это мера скорости, грубо говоря, скорость, с которой процессор может выполнять простейшую операцию в секунду. Гигагерц точно не говорит вам, как быстро ЦП выполняет работу, но примерно коррелирует. ЦП с более высокой частотой гигагерца также, как правило, дороже в производстве, и они потребляют больше энергии (и, как следствие, выделяют больше тепла) — проблема установки быстрых ЦП в небольшие устройства, такие как телефоны. Компания ARM славится тем, что выпускает очень производительные чипы при минимальном энергопотреблении и нагреве. В настоящее время почти все сотовые телефоны используют процессоры ARM.

Проблемы с килобайтами, мегабайтами и гигабайтами

Вы должны уметь выполнять простые арифметические действия для вычисления размеров в мегабайтах и гигабайтах, а также выполнять базовые вычисления с секундами, милями, килограммами и т. д.

Базовый план: прежде чем добавлять показатели X и Y, преобразуйте их в одни и те же единицы измерения.

Да, подходит: 600 МБ + 2000 МБ — это 2600 МБ. 2600 МБ — это 2,6 ГБ, поэтому на 4 ГБ диск поместится без проблем. То же самое мы могли бы сказать, что на диске объемом 4 ГБ есть место для 4000 МБ.

Аудио в формате MP3 занимает около 1 МБ в минуту. 20 часов, 60 минут/час, 20 * 60 дает 1200 минут. Это около 1200 МБ, что составляет 1,2 ГБ.

800 x 600 – это 480 000 пикселей. Каждый пиксель занимает 3 байта (по одному байту для красного/зеленого/синего), поэтому 480 000 * 3 — это всего 1 440 000 байт, т. е. около 1,4 МБ — это пространство, необходимое для изображения в ОЗУ. Вы заметите, что на диске файлы .jpg занимают гораздо меньше места; это связано с "сжатием", которое является очень эффективным методом сокращения пространства для изображений и аудиоданных - тема будущего.

Альтернативный термин: Кибибайт Мебибайт Гибибайт Тебибайт

В компьютере удобно организовывать элементы в группы по степени двойки. Например, 2·10 равно 1024, поэтому программа может сгруппировать 1024 элемента вместе, как своего рода "круглое" число элементов в компьютере. Термин «килобайт» выше относится к этой группе размером 1024 вещи. Однако люди также группируют вещи по тысячам — 1 тысяча или 1 миллион элементов.

Есть проблема со словом "мегабайт": означает ли оно 1024 * 1024 байта, то есть 2 20 , что составляет 1 048 576, или означает ровно 1 миллион, 1000 * 1000. Разница всего в 5 %, но маркетологи как правило, предпочитают интерпретацию 1 миллион, так как это заставляет их жесткие диски и т. д. вмещать немного больше. Кроме того, разница становится все больше и больше для гигабайтных и терабайтных размеров. Чтобы исправить это, термины «кибибайт», «мебибайт», «гибибайт», «тебибайт» были введены специально для обозначения единиц на основе 1024 (см. статью в Википедии о кибибайтах). Эти термины, кажется, не очень сильно прижились до сих пор. По крайней мере, помните, что такие термины, как «мегабайт», имеют небольшое пространство для маневра между значениями, основанными на 1024 и 1000. Мы никогда не будем оценивать это различие. "Около миллиона" будет нашей достаточно близкой интерпретацией слова "мегабайт".

Проблема 2

Сколько страниц находится в виртуальном адресном пространстве?
Каков максимальный размер адресуемой физической памяти в этой системе?
Если средний размер процесса составляет 8 ГБ, вы бы использовали одноуровневую, двухуровневую или трехуровневую таблицу страниц? Почему?
Вычислите средний размер таблицы страниц в ответе на вопрос 3 выше.

Чтобы принять решение, нам необходимо проанализировать требования к памяти и времени для схем подкачки. В приведенных ниже расчетах учитывается средний размер процесса.

Пейджинг 1 уровня
Поскольку у нас есть 2^23 страницы в каждом виртуальном адресном пространстве, и мы используем 4 байта на запись в таблице страниц, размер таблицы страниц будет 2^23 * 2^2 = 2 ^ 25. Это 1/256 собственного пространства памяти процесса, так что это довольно дорого. (32 МБ)

Пейджинг 2 уровня
Адрес будет разделен на 12 | 11 | 13, так как мы хотим, чтобы страницы таблицы страниц умещались на одной странице, и мы также хотим разделить биты примерно поровну.

Поскольку размер процесса составляет 8 ГБ = 2^33 Б, я предполагаю, что это означает, что общий размер всех отдельных страниц, к которым обращается процесс, составляет 2^33 Б. Следовательно, этот процесс обращается к 2^33 / 2^13 = 2^20 страниц. Нижний уровень таблицы страниц содержит 2^20 ссылок. Мы знаем, что размер каждого фрагмента нижнего уровня таблицы страниц составляет 2 ^ 11 записей. Таким образом, нам нужно 2^20 / 2^11 = 2^9 фрагментов нижнего уровня.

Тогда общий размер таблицы страниц равен:

//размер внешней таблицы страниц	//общий размер внутренних страниц< /td>
1 * 2^12 * 4	+ 2^9 * 2^11 * 4	= 2^20 * ( 2^-6 + 4) ~4 МБ

3 уровня пейджинга
Для 3 уровня пейджинга мы можем разделить адрес следующим образом:
8 | 8 | 7 | 13

Опять же, используя те же рассуждения, что и выше, нам нужно 2 ^ 20/2 ^ 7 = 2 ^ 13 фрагментов таблицы страниц уровня 3. Каждый фрагмент таблицы страниц уровня 2 ссылается на 2^8 фрагментов таблицы страниц уровня 3. Итак, нам нужно 2^13/2^8 = 2^5 таблиц уровня 2. И, конечно же, одна таблица уровня 1.

Общий размер таблицы страниц равен:

//размер внешней таблицы страниц	//общий размер таблиц уровня 2	//общий размер самых внутренних таблиц
1 * 2^8 * 4	2^5 * 2^8 *4	2^13 * 2^7 * 4	~4MB

Как легко заметить, двухуровневая и трехуровневая подкачка требуют гораздо меньше места, чем подкачка уровня 1. схема. А поскольку наше адресное пространство недостаточно велико, 3-уровневая подкачка работает не лучше, чем 2-уровневая. Из-за стоимости доступа к памяти гораздо логичнее выбрать двухуровневую схему подкачки для этого процесса.

Проблема 3

Каков размер страницы в такой системе? Объясните свой ответ (число без обоснования не будет засчитано).

Поскольку физические адреса имеют длину 44 бита, а размер страницы — 4 КБ, номер кадра страницы занимает 32 бита. Принимая во внимание 4 защитных бита, каждая запись таблицы страниц уровня 3 занимает (32+4) = 36 бит. Округление для выравнивания записей по байтам (словам) приведет к тому, что каждая запись будет потреблять 40 (64) бит или 5 (8) байтов. Для таблицы из 256 записей нам потребуется 1280 (2048) байт.

Таблица страниц верхнего уровня не должна предполагать, что таблицы страниц 2-го уровня выровнены по страницам. Итак, мы храним там полные физические адреса. К счастью, нам не нужны управляющие биты. Таким образом, каждая запись занимает не менее 44 бит (6 байтов для выравнивания по байтам, 8 байтов для выравнивания по словам). Таким образом, каждая таблица страниц верхнего уровня имеет размер 256*6 = 1536 байт (256 * 8 = 2048 байт).

Попытка воспользоваться выравниванием по 256 элементам для уменьшения размера элемента, вероятно, не стоит усилий. Сделать это было бы сложно; вам нужно будет написать новый распределитель памяти, который гарантирует такое выравнивание. Кроме того, мы не можем полностью уместить таблицу в выровненную область размером 1024 байта (44-10 = 34 бита на адрес, что потребовало бы более 4 байтов на запись), и округление размера до следующей степени двойки не спасло бы использовать любой размер, а не просто хранить указатели и использовать обычный распределитель.

Аналогично каждая запись в таблице страниц 2-го уровня представляет собой 44-битный физический указатель, 6 байтов (8 байтов) при выравнивании по байтам (словам). Таким образом, таблица с 16 элементами занимает 96 (128) байт. Таким образом, требуемое пространство составляет 1536 (2048) байт для таблицы страниц верхнего уровня + 96 (128) байт для одной таблицы страниц второго уровня + 1280 (2048) байт для одной таблицы страниц третьего уровня = 2912 (4224) байт. Поскольку процесс может уместиться ровно на 16 страницах, внутренняя фрагментация не тратит память впустую.

Таким образом, требуемое пространство составляет 1536 (2048) байт для таблицы страниц верхнего уровня + 3 * 96 (3 * 128) байт для 3 таблиц страниц второго уровня + 3 * 1280 (3 * 2048) для 3 таблиц страниц третьего уровня. таблица страниц = 5664 (8576) байт.

Проблема 4

В соответствии с философией проектирования процессоров RISC, заключающейся в перемещении аппаратной функциональности в программное обеспечение, вы видите предложение о том, чтобы разработчики процессоров удаляли MMU (блок управления памятью) из аппаратного обеспечения. Чтобы заменить MMU, компиляторы генерируют так называемый позиционно-независимый код (PIC). PIC может быть загружен и запущен по любому адресу без выполнения какого-либо перемещения.Если предположить, что код PIC работает так же быстро, как код без PIC, в чем будет недостаток этой схемы по сравнению со страничным MMU, используемым в современных микропроцессорах?

Решение:
Нужно решение.

Проблема 5

Опишите преимущества использования MMU, включающего сегментацию и пейджинг, по сравнению с теми, которые используют только пейджинг или только сегментацию. Представьте свой ответ в виде отдельных списков преимуществ перед каждой из чистых схем.

Решение:
Нужно решение.

Проблема 6

Рассмотрите следующий фрагмент кода, который умножает две матрицы. Предположим, что двоичный файл для выполнения этой функции умещается на одной странице, и стек также умещается на одной странице. Предположим далее, что для хранения целого числа требуется 4 байта. Вычислите количество промахов TLB, если размер страницы равен 4096, а TLB имеет 8 записей с замещающей политикой, состоящей из LRU.

Решение:
1024*(2+1024*1024) = 1073743872
Двоичный файл и стек умещаются на одной странице, поэтому каждый занимает одну запись в TLB. Пока функция работает, она постоянно обращается к двоичной странице и странице стека. Таким образом, две записи TLB для этих двух страниц будут все время находиться в TLB, а данные могут занимать только оставшиеся 6 записей TLB.

Мы предполагаем, что две записи уже находятся в TLB, когда функция начинает выполняться. Затем нам нужно рассмотреть только эти страницы данных.

Поскольку для хранения целого числа требуется 4 байта, а размер страницы составляет 4096 байт, для каждого массива требуется 1024 страницы. Предположим, что каждая строка массива хранится на одной странице. Тогда эти страницы можно представить в виде a[0..1023], b[0..1023], c[0..1023]: Страница a[0] содержит элементы a[0][0..1023], страница a[1] содержит элементы a[1][0..1023] и т. д.

Для фиксированного значения i, скажем, 0, функция выполняет цикл по j и k, у нас есть следующая ссылочная строка:

Для ссылочной строки (всего 1024 строки) a[0], c[0] приведут к двум промахам TLB. Поскольку доступ к a[0] и b[0] будет осуществляться через каждые четыре обращения к памяти, эти две страницы не будут заменены алгоритмом LRU. Для каждой страницы в b[0..1023] каждый раз при доступе к ней будет происходить один промах TLB. Таким образом, количество промахов TLB для второго внутреннего цикла равно
2+1024*1024 = 1048578.

Хотя точное количество текстовых данных в килобайте (КБ) или мегабайте (МБ) может варьироваться в зависимости от характера документа, килобайт может содержать около половины страницы текста, а мегабайт — около 500 страниц. текста. Текст в цифровом файле преобразуется в двоичные данные, которые обозначают буквы и цифры с помощью выражений из единиц и нулей. Файлы большего размера содержат больше этих данных, что, в свою очередь, эквивалентно большему количеству типизированной информации.

Один мегабайт может содержать около 500 страниц текста, что сопоставимо с одной толстой книгой.

Двоичные файлы и биты

Большинство современных компьютеров представляют собой двоичные системы и работают с битами данных. Бит — это самая основная единица информации, которая может иметь два состояния: обычно указывается как 0 или 1. Длинные строки этих битов могут представлять большинство типов информации, включая текст, изображения и музыку. Однако чистая двоичная информация бесполезна для людей, которые не научились читать и писать в двоичном формате. Двоичное число 11000101110, например, эквивалентно 1582.

Большинство компакт-дисков содержат около 750 мегабайт данных.

Количество текста

Килобайт — это 1 024 байта, часто для простоты округляемых до 1 000; в то время как мегабайт составляет 1 048 576 байтов, или около 1 миллиона. Подсчитано, что килобайт может вместить около половины машинописной страницы. Поэтому для одной полной страницы требуется около 2 КБ. На следующей диаграмме показано количество байтов в общепринятых терминах, таких как килобайты и мегабайты, а также объем текста, который может храниться в каждом из них.

< td>Мегабайт (МБ)

Имя	Количество байтов	Количество текста
Килобайт (КБ)	2 10 или 1024	1/2 страницы
2 20 или 1 048 576	500 страниц или 1 толстая книга
Гигабайт (ГБ)	2 30 или 1 073 741 824	500 000 страниц или 1000 толстых книг
Терабайт (ТБ)	2 40 или 1 099 511 627 776	1 миллион толстых книг
Петабайт	2 50 или 1 125 899 906 842 624	180 библиотек Конгресса< /td>
Exabyte	2 60 или 1 152 921 504 606 846 976	180 тысяч библиотек Конгресса
Zettabyte	2 70 или 1 180 591 620 717 411 303 424	180 миллионов библиотек Конгресса
Yottabyte	2 80 или 1 208 925 819 614 629 174 706 176	180 миллиардов библиотек Конгресса

Библиотека Конгресса

Библиотека Конгресса в Вашингтоне, округ Колумбия, считается крупнейшей в мире библиотекой с более чем 28 миллионами томов. Цифры, указанные в приведенной выше таблице, основаны на предположении, что средняя книга состоит из 200 страниц. Это означает, что для хранения цифровой резервной копии всей Библиотеки Конгресса потребуется около 28 ТБ дискового пространства.

Портативное хранилище мультимедиа

Большинство компакт-дисков (CD) содержат около 750 МБ, что примерно эквивалентно 375 000 страниц текста. Цифровые универсальные диски (DVD) могут хранить 4,7 ГБ или 2,3 миллиона страниц. Диски Blu-Ray могут содержать 27 ГБ или 13,5 миллионов страниц, что примерно эквивалентно тексту, содержащемуся в 67 500 книгах. Такие устройства, как электронные книги и планшетные компьютеры, часто имеют многогигабайтную память, что делает их идеальными для хранения тысяч книг.

Гигабайт может содержать информацию, эквивалентную примерно 1000 толстых книг.

В килобайте 1024 байта, а в мегабайте 1024 килобайта, поэтому документ размером 1 КБ будет содержать 1024 байта данных или 1024 символа текста и другой программной информации, описывающей форматирование документа и другие характеристики, чтобы его можно было открыть. и используется программным приложением, таким как Adobe Acrobat или Microsoft Word.

Изображения представлены на экране в виде пикселей или цветных точек, но могут быть созданы в различных форматах, требующих для хранения файлов самых разных размеров. Для каждого изображения требуется разное количество байтов на пиксель, чтобы определить цвет и положение каждого пикселя на экране. Черно-белые изображения требуют меньше места, чем изображения в оттенках серого или цветные из-за количества байтов, необходимых для уникального описания каждого цвета. Изображения могут быть выражены во многих форматах, и некоторые большие форматы файлов, такие как изображения TIFF, являются "без потерь" - это означает, что каждый пиксель (точка цвета на вашем экране) получает свой собственный набор байтов для его описания. При равных цветах и других факторах изображение размером 100x100 пикселей (всего = 1000 пикселей) требует примерно в 10 раз больше места для хранения, чем изображение 10x10 пикселей (всего = 100 пикселей). Для сравнения, для представления одного символа текста, занимающего на экране пространство размером 10 x 10 пикселей, обычно требуется всего один байт.

Если вы поместите отсканированные изображения TIFF в файл PDF, вы обнаружите, что объем пространства, необходимый для нового файла PDF, превышает объем места, занимаемого только изображениями TIFF. Это связано с тем, что в файл PDF встроена информация, описывающая, как просматривать и интерпретировать изображения TIFF в средстве просмотра PDF, а также информация (метаданные) для описания самого файла.

Вы обнаружите, что полная страница электронного текста значительно меньше, чем отсканированное изображение TIFF того же текста, когда оно добавляется в файл PDF.

Разница в размере файла txt выше представляет собой то, что добавлено, чтобы сделать его файлом PDF.

PDF-файл, содержащий 8-битный файл TIFF 10x10 с буквой "a" (такой же размер на экране, как и исходный текст)

Есть предложения по дополнительным материалам для этого профиля клиента? Отправьте предложения по электронной почте на адрес webmaster@uspto.gov. Хотя мы не можем обещать удовлетворить все запросы, ваши предложения будут рассмотрены и могут привести к другим улучшениям веб-сайта.

Читайте также: