Оперативная память

Для хранения данных в компьютере содержится огромное количество схем, каждая из которых способна хранить 1 бит информации. Это хранилище битов называют оперативным запоминающим устройством (ОЗУ). Запоминающие схемы оперативной памяти компьютера объединяются в управляемые единицы, называемые ячейками памяти (cell), при этом стандартный размер ячейки равен восьми битам.

Последовательность из 8-ми битов получила название байта.

Хотя понятие «правый» и «левый» не применимы по отношению к внутреннему строению машины, тем не менее, аппаратно сделано так, что биты внутри ячейки памяти упорядочены как в строке. Левый конец этой строки называют старшим битом, правый – младшим, причём младший бит всегда имеет номер 0, а старший бит – номер 7.

Для того чтобы идентифицировать ячейки в оперативной памяти, каждой из них приписывается уникальное имя, которое называется адресом. Система адресов числовая, причём отсчёт адресов всегда начинается от нуля. Таким образом, ячейки ОЗУ как бы выстроены в ряд. Количество их в современных персональных компьютерах достигает нескольких миллиардов.

Адрес позволяет единственным образом определить ячейку памяти, упорядочивает их, позволяя употреблять по отношению к ним такие выражения, как «следующая ячейки» или «предыдущая ячейка». Важным следствием этого является возможность прямого доступа к каждой ячейке. Это и объясняет название оперативной памяти как память с произвольным доступом (RAM - Random Access Memory).

Обычно оперативная память конструируется так, чтобы общее число ячеек являлось степенью двух. Поэтому приставку «кило» стали употреблять не по отношению к 1000 ячейкам памяти, а по отношению к числу 2¹⁰ = 1024. Аналогично произошло и с приставкой «мега» и т.д. Принятая терминология для измерения объема оперативной памяти приведена в таблице 1.

Мы должны различать, что подразумевать под словом байт: с одной стороны - это его физическое воплощение в одной ячейки ОЗУ, а с другой - это единица объёма информации.

Таблица 1

Единица измерения	Обозначение	Количество двоичных разрядов	Количество байтов
Бит	Бит	1	-
Байт	Байт	8	1
Килобайт	Кбайт	-	1024
Мегабайт	Мбайт	-	10242
Гигабайт	Гбайт	-	10243
Терабайт	Тбайт	-	10244

Последовательность из одного или нескольких байтов называют полем данных. Биты в полях данных нумеруются справа налево, начиная с нулевого разряда. Номер разряда в поле данных соответствует степени числа два. Следовательно, величина 2^к - это единица в разряде с номером к. Например,

• 2⁰ – это единица в нулевом разряде;

• 2¹ – это единица в первом разряде;

• 2² – это единица во втором разряде и т.д.

В ЭВМ аппаратно обрабатываться поля постоянной и переменной длины.

Поля постоянной длины:

байт – 1 байт, слово – 2 байта,

двойное слово – 4 байта, расширенное слово – 8 байт,

десятибайтовое слово – 10 байт и шестнадцати байтовое слово – 16 байт.

Поля переменной длины могут иметь любой размер, но обязательно равные целому числу байтов. Крайний левый байт в поле данных называется старшим байтом. Крайний правый байт в поле данных называется младшим байтом. Младший байт в полях данных всегда имеет меньший адрес (номер).