Сколько битов займет слово "сэр" в памяти компьютера

Исторический контекст *
Однажды компьютерные специалисты заметили, что 2 · 10 почти равно 1000, и начали использовать префикс СИ «кило» для обозначения 1024. Этого хватило на десятилетие или два, потому что все, кто говорил о килобайтах, знали, что этот термин означает 1024 байта. Но почти в одночасье гораздо большее количество «всех» купило компьютеры, а профессиональным компьютерщикам нужно было разговаривать с физиками и инженерами и даже с простыми людьми, большинство из которых знает, что километр — это 1000 метров, а килограмм — 1000 граммов. /p>

Тогда хранение данных в гигабайтах и ​​даже терабайтах стало практичным, а устройства хранения не были построены на двоичных деревьях, что означало, что для многих практических целей двоичная арифметика была менее удобна, чем десятичная арифметика. В результате сегодня «все» не «знают», что такое мегабайт. При обсуждении компьютерной памяти большинство производителей используют мегабайты для обозначения байтов, но производители компьютерных запоминающих устройств обычно используют этот термин для обозначения байтов. Некоторые проектировщики локальных сетей использовали мегабит в секунду для обозначения, но все инженеры по телекоммуникациям используют его для обозначения 10 6 бит/с. И если двух определений мегабайта недостаточно, третий мегабайт - это мегабайт, используемый для форматирования знакомой 90-миллиметровой (3 1/2 дюйма) дискеты "1,44 МБ". Путаница реальна, как и потенциальная несовместимость стандартов и реализованных систем.

Столкнувшись с этой реальностью, Совет по стандартам IEEE решил, что стандарты IEEE будут использовать общепринятые, принятые на международном уровне определения префиксов СИ. Мега будет означать, за исключением того, что может использоваться определение с основанием два (если такое использование явно указано в каждом конкретном случае) до тех пор, пока префиксы для двоичных кратных не будут приняты соответствующим органом по стандартизации.

Сколько данных хранится в одной ячейке памяти компьютера?

Какова основная единица хранения памяти в компьютере?

Например, чтобы сохранить целое число, какие потребуются адреса памяти? Если основной единицей является БАЙТ, для целого числа требуется 4 байта. Итак, если мне нужно сохранить байт, то, если я начну вводить 1-й байт в ячейку памяти 0001, тогда мое целое число закончится в ячейке памяти 0003?

Пожалуйста, поправьте меня, если я ошибаюсь?

3 ответа 3

Как правило, современные системы являются так называемыми "байтовыми". Это означает:

1. В одной ячейке памяти хранится 1 байт (8 бит).
2. Базовая единица хранения памяти — 1 байт.
3. Если вам нужно сохранить 4 байта и поместить первый байт на 0001, последний байт будет на 0004. Это по одному байту на каждый из 0001, 0002, 0003 и 0004.

Имейте в виду, что несмотря на то, что системы имеют разные размеры слова ЦП (32-разрядная система имеет 32-разрядное или 4-байтовое слово), память обычно адресуется побайтно. Регистры ЦП, используемые в арифметике, имеют размер 4 байта, но «память», которую программисты используют для хранения данных, адресуется в байтах.

В системах x86 многие инструкции доступа к памяти требуют, чтобы значения в памяти были "выровнены" по адресам, кратным размеру слова. например 0x. 0, 0х. 4, 0х. 8, 0х. C. Таким образом, сохранение int в 0001 не произойдет в большинстве систем. Нечисловые типы данных обычно можно найти по любому адресу.

Сколько данных хранится в одной ячейке памяти компьютера?

Это зависит от компьютера. Ячейка памяти – это часть памяти, к которой ЦП может обращаться напрямую.

Какова основная единица памяти компьютера?

Это бит, а затем байт, но разные ЦП удобнее адресовать память в словах определенных размеров.

Например, для хранения целого числа, какие потребуются адреса памяти? Если основной единицей измерения является BYTE, для целого числа требуется 4 байта.

В математике целые числа бесконечны, поэтому для представления всех/любых из них требуется бесконечная память. Выбор, сделанный архитектурой компьютера относительно того, сколько памяти следует использовать для представления целого числа, является произвольным. В конце концов, логика представления целых чисел и управления ими находится в программном обеспечении, даже если оно встроено в прошивку. Язык программирования Python имеет неограниченное представление для целых чисел (но, пожалуйста, не пытайтесь использовать для этого гугол).

В конце концов, все компьютерные архитектуры так или иначе допускают адресацию на байтовом или битовом уровне, но они лучше всего работают с адресами размером в слово, которое обычно соответствует размеру битов регистров ЦП.

Речь идет не о количестве данных или размере целых чисел, а о количестве адресов памяти, которые может использовать компьютер.

Есть адреса 4 ГиБ (для байтов) в 32 битах. Для управления кластером компьютеров с более чем 4 ГБ ОЗУ каждая система должна управлять большими адресами.

Опять же, все дело в адресуемом пространстве памяти, а не в размере целых чисел. Были 64-битные целые числа, даже когда процессоры предпочитали 8-битную адресацию слов.

Этот контент был заархивирован и больше не поддерживается Университетом Индианы. Информация здесь может быть неточной, а ссылки могут быть недоступны или ненадежны.

Примечание. Следующая информация частично предоставлена ​​проектом Extreme Science and Engineering Discovery Environment ( XSEDE ) Национального научного фонда (NSF), который предоставляет исследователям передовые цифровые ресурсы и услуги, облегчающие научные открытия. Дополнительную информацию см. на веб-сайте XSEDE.

Бит — это двоичная цифра, наименьший приращение данных на компьютере. Бит может содержать только одно из двух значений: 0 или 1, что соответствует электрическим значениям выключено или включено соответственно.

Поскольку биты очень малы, вы редко работаете с информацией по одному биту за раз. Биты обычно собираются в группу из восьми, чтобы сформировать байт. Байт содержит достаточно информации для хранения одного символа ASCII, например "h".

Килобайт (КБ) — это 1 024 байта, а не тысяча байтов, как можно было бы ожидать, потому что компьютеры используют двоичную систему (с основанием два) вместо десятичной (с основанием десять).

Хранилище и память компьютера часто измеряются в мегабайтах (МБ) и гигабайтах (ГБ). Роман среднего размера содержит около 1 МБ информации. 1 МБ – это 1 024 килобайта, или 1 048 576 (1024 x 1024) байт, а не миллион байт.

Точно так же один 1 ГБ равен 1024 МБ или 1 073 741 824 (1024 x 1024 x 1024) байт. Терабайт (ТБ) равен 1024 ГБ; 1 ТБ — это примерно такой же объем информации, как и все книги в большой библиотеке, или примерно 1610 компакт-дисков с данными. Петабайт (ПБ) равен 1024 ТБ. 1 ПБ данных, записанных на DVD, создаст примерно 223 100 DVD, т. е. стопку высотой около 878 футов или стопку компакт-дисков высотой в милю. Университет Индианы в настоящее время создает системы хранения, способные хранить петабайты данных. Эксабайт (ЭБ) равен 1024 ПБ. Зеттабайт (ZB) равен 1024 ЭБ. Наконец, йоттабайт (YB) равен 1024 ZB.

Многие производители жестких дисков используют десятичную систему счисления для определения объема дискового пространства. В результате 1 МБ определяется как один миллион байтов, 1 ГБ определяется как один миллиард байтов и так далее. Поскольку ваш компьютер использует двоичную систему, как указано выше, вы можете заметить несоответствие между опубликованной емкостью вашего жесткого диска и емкостью, подтвержденной вашим компьютером. Например, жесткий диск, который, как говорят, содержит 10 ГБ дискового пространства с использованием десятичной системы счисления, на самом деле способен хранить 10 000 000 000 байтов. Однако в двоичной системе 10 ГБ составляют 10 737 418 240 байт. В результате вместо подтверждения 10 ГБ ваш компьютер подтвердит 9,31 ГБ. Это не неисправность, а вопрос разных определений.

Мы считаем по основанию 10 по степеням 10:

Компьютеры считают по основанию 2:

Итак, на компьютерном жаргоне используются следующие единицы:

Примечание. Названия и сокращения для количества байтов легко спутать с обозначениями для битов. В сокращениях для количества битов используется строчная буква «b» вместо прописной «B». Поскольку один байт состоит из восьми битов, эта разница может быть значительной. Например, если рекламируется широкополосное подключение к Интернету со скоростью загрузки 3,0 Мбит/с, его скорость составляет 3,0 мегабита в секунду или 0,375 мегабайта в секунду (сокращенно 0,375 Мбит/с). Биты и скорости передачи данных (биты во времени, например, в битах в секунду [бит/с]) чаще всего используются для описания скорости соединения, поэтому уделяйте особое внимание при сравнении поставщиков и услуг подключения к Интернету.

Этот документ был разработан при поддержке грантов Национального научного фонда (NSF) 1053575 и 1548562. Любые мнения, выводы, выводы или рекомендации, выраженные в этом материале, принадлежат авторам и не обязательно отражают точку зрения НФС.

Примечание редактора. Этот пост был первоначально опубликован в 2016 году и с тех пор обновлялся с учетом последней информации о ОЗУ и хранилище.

Недостаток памяти — одна из самых распространенных причин проблем с компьютером (и, так сказать, проблем с людьми). Но любой специалист службы технической поддержки скажет вам, что пользователи компьютеров часто не имеют четкого представления о различных типах памяти в своих компьютерах. Пользователи часто называют память и хранилище взаимозаменяемыми.

Итак, почему важно понимать разницу между хранилищем и памятью? Ответ сводится к производительности. Если ваш компьютер работает медленно или работает плохо, основной причиной может быть нехватка памяти или памяти. Поняв, как оба компонента обеспечивают работу вашего компьютера, вы сможете принять более взвешенное решение о том, какой компьютер купить (или имеет ли смысл подумать об обновлении).

Это еще не все. Имея четкое представление о различных компонентах компьютера, вы можете диагностировать проблемы с производительностью, влияющие на производительность вашего компьютера. Если проблемы возникают из-за нехватки места, добавление дополнительного хранилища — отличный способ повысить производительность.

Разница между памятью и хранилищем

Основная память вашего компьютера называется оперативной памятью (т. е. оперативной памятью). Вы можете думать об этом как о рабочем пространстве, которое компьютер использует для выполнения работы — стол, если хотите. Когда вы дважды щелкаете по приложению, открываете документ или делаете что-то еще, часть вашего «рабочего стола» закрывается и не может использоваться ничем другим. По мере того, как вы открываете больше файлов, это похоже на то, как будто на вашем столе появляется все больше и больше предметов. Использовать стол с несколькими файлами легко, но стол, заваленный кучей вещей, использовать сложно.

В дополнение к оперативной памяти ваш компьютер, вероятно, также имеет хранилище, например жесткий диск (HDD) или твердотельный накопитель (SSD), где данные записываются на длительный срок. Вы можете использовать его для хранения старых записей компании, таких как налоговая декларация пятилетней давности, вашей музыкальной коллекции и приложений, которые вы используете. Хранилище компьютера похоже на картотеку — место рядом с вашим рабочим местом, где вы можете получить информацию по мере необходимости.

Оперативная память энергозависима, то есть хранящаяся в ней информация исчезает при выключении питания или при перезагрузке компьютера. Хранилище другое — оно постоянное. Данные остаются записанными на диск до тех пор, пока они не будут стерты или пока не выйдет из строя носитель информации (подробнее об этом позже).

Что такое оперативная память?

Оперативная память представляет собой компьютерные микросхемы — интегральные схемы, — которые либо припаиваются непосредственно к основной логической плате вашего компьютера, либо устанавливаются в модули памяти, которые вставляются в разъемы на логической плате вашего компьютера.

К данным, хранящимся в ОЗУ, можно получить доступ почти мгновенно, независимо от того, в какой части памяти они хранятся, поэтому это происходит очень быстро — за миллисекунды. Оперативная память DDR4, один из новейших типов оперативной памяти, способна обеспечить максимальную скорость передачи данных 19200 МБ/с! Оперативная память имеет очень быстрый путь к центральному процессору компьютера (т. е. к центральному процессору), мозгу компьютера, который выполняет большую часть работы.

Узнайте, сколько у вас оперативной памяти

Выполните следующие действия, чтобы проверить, сколько оперативной памяти установлено на вашем компьютере. Начнем с компьютера Apple. Нажмите на меню Apple, а затем нажмите «Об этом Mac».На снимке экрана ниже мы видим, что компьютер имеет 16 ГБ ОЗУ.

Сколько оперативной памяти в Windows 10 (Панель управления > Система и безопасность > Система).

На компьютере с Windows 10 выполните следующие действия, чтобы узнать, сколько оперативной памяти у вас установлено. Откройте панель управления, нажав кнопку Windows и введя «панель управления», затем нажмите «Система и безопасность», а затем нажмите «Система». Найдите строку «Установленная память (ОЗУ)». На снимке экрана ниже видно, что на компьютере установлено 16 ГБ оперативной памяти.

Сколько оперативной памяти в Windows 10 (Панель управления > Система и безопасность > Система).

Если ваш компьютер устарел и его можно модернизировать, увеличение объема оперативной памяти может повысить производительность. В частности, больший объем оперативной памяти позволяет вам одновременно использовать больше приложений, документов и файлов большего размера.

Люди, которые работают с очень большими файлами, такими как большие базы данных, видео и изображения, могут значительно выиграть от увеличения объема оперативной памяти. Если вы регулярно используете большие файлы, стоит проверить, можно ли увеличить объем оперативной памяти вашего компьютера.

Что такое память компьютера?

Компьютерам требуется какое-то энергонезависимое хранилище — место, где данные могут оставаться, даже когда компьютер выключен, поэтому вам не нужно перезагружать и вводить все заново каждый раз, когда вы используете компьютер. В этом смысл наличия хранилища в дополнение к оперативной памяти.

Хранилище для подавляющего большинства используемых сегодня компьютеров состоит из жесткого диска или твердотельного накопителя. На дисках может быть много места, которое можно использовать для хранения приложений, документов, данных и всего остального, что вам нужно для работы (и для работы вашего компьютера).

Узнайте, сколько у вас места для хранения

Чтобы узнать, сколько свободного места у вас есть на компьютере Mac, выполните следующие действия. Нажмите на меню Apple, затем «Об этом Mac», а затем откройте «Хранилище». На снимке экрана ниже мы обвели кружком место, где отображается доступное хранилище.

Место на диске в Mac OS (Меню Apple > Об этом Mac > Хранилище).

На компьютере с Windows 10 также легко узнать, сколько свободного места у вас есть. Нажмите кнопку Windows и введите «файловый проводник». Когда откроется проводник, нажмите «Этот компьютер» в списке параметров на левой панели. На снимке экрана ниже мы обвели кружком место, где отображается доступное хранилище (в данном случае 200 ГБ).

Место на диске в Windows 10 (Этот ПК > Компьютер).

Как правило, хранилище работает медленнее, чем ОЗУ. Жесткие диски — это механические устройства, поэтому они не могут получать доступ к информации так же быстро, как память. В большинстве персональных компьютеров для хранения данных используется интерфейс Serial ATA (SATA), который работает медленнее, чем оперативная память.

Так зачем вообще использовать жесткие диски? Ну, они дешевые и доступные. И это еще не все: хранение данных на компьютере становится быстрее благодаря популярности твердотельных накопителей.

Твердотельные накопители намного быстрее жестких дисков, поскольку в них используются интегральные схемы. В твердотельных накопителях для хранения данных используется особый тип схемы памяти, называемой энергонезависимой ОЗУ (NVRAM), поэтому все остается на своих местах, даже когда компьютер выключен.

Несмотря на то, что в твердотельных накопителях используются микросхемы памяти, а не механические пластины, которые необходимо считывать последовательно, они все же медленнее, чем оперативная память. Есть две причины такой разницы в скорости. Во-первых, микросхемы памяти в твердотельных накопителях работают медленнее, чем в оперативной памяти. Во-вторых, узким местом является интерфейс, соединяющий запоминающее устройство с компьютером. Для сравнения, оперативная память имеет гораздо более быстрый интерфейс.

Как ОЗУ и хранилище влияют на производительность вашего компьютера

ОЗУ

Для большинства повседневных целей использования компьютеров — электронной почты, написания документов, работы в Интернете или просмотра Netflix — оперативной памяти, поставляемой с нашим компьютером, достаточно. В будущем вам, возможно, потребуется добавить еще немного памяти, чтобы не отставать от новых приложений и операционных систем.

В некоторых случаях увеличение оперативной памяти оправдано. Например, редактирование видео и изображений с высоким разрешением занимает много памяти. Кроме того, для высококачественной аудиозаписи и редактирования, а также для некоторых научных работ требуется значительный объем оперативной памяти.

Однако не на всех компьютерах можно увеличить объем оперативной памяти.Например, Chromebook имеет фиксированную оперативную память — вы не можете установить больше. В следующий раз, когда вы будете покупать новый компьютер, получите ответы на важные вопросы о памяти. Для начала узнайте, сколько оперативной памяти установлено на компьютере. Во-вторых, определите, можно ли увеличить объем оперативной памяти компьютера.

Когда оперативная память вашего компьютера заполнена, ваш компьютер должен проявить творческий подход, чтобы продолжать работать. В частности, ваш компьютер начинает временно использовать ваш жесткий диск или твердотельный накопитель в качестве «виртуальной памяти». Если у вас есть относительно быстрое хранилище, такое как SSD, виртуальная память будет быстрой. С другой стороны, использование традиционного жесткого диска будет довольно медленным.

Хранилище

Помимо оперативной памяти, наиболее серьезным узким местом для повышения производительности вашего компьютера может быть хранилище. Даже при наличии большого количества оперативной памяти компьютерам необходимо считывать и записывать информацию из системы хранения (например, с жесткого диска или твердотельного накопителя).

Жесткие диски бывают разной скорости и размера. Многие работают со скоростью 5400 об/мин (т. е. их центральные оси вращаются со скоростью 5400 оборотов в минуту). Вы увидите более высокую производительность с приводом на 7200 об/мин. В некоторых случаях вы можете даже решить использовать диск на 10 000 об/мин. Более быстрые диски стоят дороже, громче и потребляют больше энергии, но они могут быть хорошим вариантом.

Новые дисковые технологии позволяют жестким дискам быть больше и быстрее. Эти технологии включают заполнение накопителя гелием вместо воздуха для уменьшения трения о пластины диска и использование тепла или микроволн для повышения плотности диска, например, в накопителях с магнитной записью с нагреванием (HAMR) и приводах с магнитной записью с использованием микроволн (MAMR). /p>

Сегодня самым популярным вариантом компьютерного хранилища быстро становятся твердотельные накопители. Этот тип компьютерного хранилища популярен, потому что он быстрее, холоднее и занимает меньше места, чем традиционные жесткие диски. Они также менее восприимчивы к магнитным полям и физическим толчкам, что делает их идеальными для ноутбуков. Однако есть и обратная сторона: они стоят больше денег за гигабайт, чем жесткий диск.

Чтобы узнать больше о разнице между жесткими дисками и твердотельными накопителями, ознакомьтесь с нашей статьей "Жесткий диск (HDD) и твердотельный накопитель (SSD): в чем разница?"

Добавление дополнительного дискового пространства

По мере увеличения потребности пользователя в дисковом хранилище, как правило, для хранения большего объема данных ему нужны диски большего размера. Первым шагом может быть замена существующего диска на более крупный и быстрый диск. Или вы можете решить установить второй диск. Один из подходов заключается в использовании разных дисков для разных целей. Например, используйте SSD для операционной системы, а затем храните свои бизнес-видео на SSD большего размера.

Если требуется больше места для хранения, можно добавить внешний диск, чаще всего через USB или Thunderbolt для подключения к компьютеру. Это может быть один диск или несколько дисков, и для защиты данных может использоваться технология виртуализации хранилища данных, например RAID.

Если у вас действительно большие объемы данных или вы просто хотите упростить обмен данными с другими людьми в вашем регионе или в другом месте, вы, вероятно, обратитесь к сетевому хранилищу (NAS). Устройство NAS может содержать несколько дисков, обычно использует технологию виртуализации данных, такую ​​как RAID, и доступно для всех в вашей локальной сети и, если хотите, в Интернете. Устройства NAS могут предложить большой объем хранилища и другие услуги, которые в прошлом обычно предлагались только выделенными сетевыми серверами.

Создавайте резервные копии раньше и чаще

Независимо от того, как вы настраиваете хранилище на своем компьютере, помните, что технология может дать сбой. Вам всегда нужна резервная копия, чтобы вы могли легко восстановить все. Лучшая стратегия резервного копирования также не должна зависеть от какого-либо одного устройства. Вместо того, чтобы полагаться на одно устройство, лучше использовать удаленное резервное копирование, например Backblaze.

Есть вопрос? Дайте нам знать об этом в комментариях. И если у вас есть идеи о вещах, которые вы хотели бы видеть в будущих выпусках нашего «В чем разница?» серия, пожалуйста, дайте нам знать!

О Молли Клэнси

Молли Клэнси — писатель, специализирующийся на объяснении технических концепций простым и доступным языком. Обладая более чем 15-летним опытом, она имеет обширный опыт работы в различных отраслях, от технологий B2B до проектирования и путешествий класса люкс. Глубокое любопытство побуждает ее неоднократно объяснять, что означают такие термины, как ядро ​​​​ОС и предварительный запрос, чтобы каждый мог их понять.

Читайте также:

  
• Как подключить видеорегистратор к компьютеру через локальную сеть
  
• Содержимое файла отображения Php
  
• Почему xbox one шумит после выключения
  
• Нет dsr в настройках ноутбука nvidia
  
• Стабилизатор напряжения для компьютерного рейтинга