Компьютер — это автомат

Так что же находится в памяти компьютера, что записывается на дисках? Чтобы ответить на этот вопрос, прежде всего стоит разобраться, как работает компьютер, каковы принципы работы этого электронного механизма.

Компьютер — это, прежде всего, машина. Каким бы мощным и «умным» ни был компьютер, он, в принципе, не может быть умнее человека, так как является рукотворной машиной, то есть механизмом, созданным для совершения какой-то полезной человеку работы. Машины помогают человеку, усиливают его возможности, но никогда не смогут заменить или вытеснить его.

Персональный компьютер, как и любая вычислительная машина, является автоматом, то есть машиной, способной работать по заранее составленной программе. Электронные и механические автоматы работают, по сути дела, одинаково. Таковы, например, обыкновенный будильник или часы с кукушкой, шарманка и многие детские заводные игрушки, стиральная машина и музыкальный автомат. Программа всего-навсего задает точные правила, по которым машина должна действовать.

Отличие персонального компьютера состоит в том, что в него может быть введено множество различных прикладных программ, каждая из которых превращает его в другой автомат с новыми функциями и возможностями. По сути дела, каждая новая программа превращает один и тот же компьютер в нечто совершенно отличное, в другую машину. Однако, устройство и принципы работы такого компьютера-автомата остаются неизменными — он всегда действует по программе.

Разработка и создание компьютерных программ требует высокой квалификации и профессиональных навыков. Но, к счастью, чтобы плодотворно и эффективно работать на компьютере, пользователю совсем необязательно самому становиться программистом, досконально изучать устройство и знать все детали персонального компьютера. Компьютер — довольно сложная машина, и во всех подробностях устройство его узлов порой не известно даже специалистам.

На практике большинству пользователей вполне достаточно представлять себе самые общие принципы устройства и работы компьютера, точно также, как для пользования телевизором совсем необязательно быть телевизионным режиссером или разбираться в его устройстве. Впрочем, знания никогда лишними не бывают. Ведь знания — это самый надежный капитал, не подверженный инфляции. И, поэтому, лучше все-таки иметь хотя бы некоторое представление о работе персонального компьютера.

Для этого нам придется немного углубиться в некоторые теоретические и абстрактные вопросы информатики, не имеющие прямого практического значения для пользователя персонального компьютера, но позволяющие лучше понимать — что же происходите компьютером во время работы с программой.

Биты и байты

Несмотря на стремительный прогресс вычислительной техники, в компьютерах разных поколений используются функционально одинаковые активные элементы — электронные лампы, транзисторы и микросхемы. Эти элементы четко и безошибочно распознают только два состояния — включено или выключено. Точно так же, когда мы включаем и выключаем обыкновенную лампочку, она горит или не горит, то есть у нее есть только два состояния.

Этим объясняются особенности математики программирования работы персональных компьютеров: в электронных вычислительных машинах применяется совершенно непривычный для людей двоичный счет. У нас на руках десять пальцев, и поэтому десятичный счет кажется нам с самого детства вполне естественным и единственно возможным. А у компьютера пальцев нет, и поэтому для счета применяется только два бесспорных состояния логических элементов — или выключено, или включено. Посему, в двоичном счете имеется всего лишь только две цифры со значениями 0 и 1.

Хотя это может показаться невероятным, но с помощью комбинации таких нулей и единиц машина способна воспринимать и обрабатывать практически любую привычную нам информацию — тексты, формулы, всевозможные символы, звуки и графические образы. Более того, компьютеры могут быстро оперировать огромными объемами информации.

Один двоичный знак — 0 или 1 — специалисты называют «бит». По-английски bit означает «кусочек» или «частица». Минимальная значимая для компьютера частица информации - это бит. Любую информацию можно представить в виде последовательности битов.

Однако, машина имеет дело не просто с нулями и единицами поштучно, не с отдельными битами, а сразу с пакетами двоичных чисел длиной по восемь знаков от 00000000 до 11111111. Такое число из восьми битов называется «байт». Именно байт является единицей измерения объема информации в информатике.

Важно помнить, что информация, циркулирующая в процессоре компьютера, загружаемая в память и записываемая на диски, всегда бывает представлена в двоичных числах, организованных в байты. Это весьма удобно машине, но совсем не удобно людям. Впрочем, программисты и пользователи компьютеров, как правило, не имеют дела непосредственно с двоичными числами.

Байт является стандартной основной единицей измерения объема информации. А для больших объемов информации применяются производные от байта единицы измерения. Одна тысяча байтов, а точнее — 1024 байта, называется килобайтом. Поэтому более кратко 1024 байт обозначается как 1 Кбайт. Одна тысяча килобайт называется мегабайтом и обозначается 1 Мбайт. Если говорить более точно, один мегабайт содержит 1048576 байт.

Размер файлов в операционной системе DOS также измеряется в байтах. А вот емкость дисков и оперативной памяти компьютера обычно измеряется килобайтами и мегабайтами. Ну, а очень большие объемы информации измеряются гигабайтами — 1 Гбайт равен 1024 Мбайт.