Код. Тайный язык информатики

Единственная настоящая проблема системы Unicode в том, что она делает недействительным прежнее соответствие между одним текстовым символом и одним байтом памяти. Закодированный с помощью стандарта ASCII роман «Гроздья гнева» занимает один мегабайт, а в кодировке Unicode — два мегабайта. Однако это небольшая плата за универсальную и однозначную систему кодирования.

Глава 21 Шины

Несмотря на основополагающую роль процессора, им устройство компьютера не ограничивается. Помимо него компьютеру требуется оперативная память (RAM) для хранения машинного кода, который будет выполнять процессор. Кроме того, компьютер должен предусматривать способ записи этого кода в память (устройство ввода) и отображения результатов работы программы (устройство вывода). Как вы помните, память RAM является энергозависимой: ее содержимое теряется при отключении питания. Так что еще один полезный компонент компьютера — долговременное запоминающее устройство, в котором код и данные могут храниться после его выключения.

Все интегральные схемы (ИС), из которых состоит компьютер, монтируются на печатных платах. В некоторых небольших компьютерах все ИС могут поместиться на одной плате. Однако гораздо чаще различные компоненты размещаются на двух или более платах, которые обмениваются данными с помощью шины. Шина — это просто набор цифровых сигналов, передаваемых по различным средам, которые подаются на каждую из плат компьютера. Эти сигналы делятся на четыре категории:

адресные сигналы — сигналы, генерируемые микропроцессором и используемые в основном для адресации оперативной памяти; они также применяются для обращения к другим подключенным к компьютеру устройствам;

сигналы вывода данных — эти сигналы тоже генерируются микропроцессором и используются для записи данных в оперативную память или их передачи в другие устройства; будьте осторожны с терминами «ввод» и «вывод»: сигнал вывода данных микропроцессора — сигнал ввода данных для оперативной памяти и других устройств;

сигналы ввода данных — сигналы, которые генерируются другими компонентами компьютера и считываются микропроцессором; сигналы ввода данных чаще всего возникают на выходах RAM, благодаря чему микропроцессор считывает содержимое памяти, однако и другие компоненты также генерируют сигналы ввода данных для микропроцессора;

управляющие сигналы — разнообразные сигналы, которые обычно соответствуют управляющим сигналам конкретного микропроцессора, на базе которого построен компьютер; управляющие сигналы могут генерироваться в микропроцессоре или в других устройствах, которым требуется передать данные в микропроцессор; пример управляющего сигнала — сигнал, с помощью которого микропроцессор указывает на необходимость записи некоторых данных в конкретную ячейку памяти.

В дополнение к этому шина подает питание на различные платы, входящие в состав компьютера.

Одной из первых популярных шин для ПК была модель S-100, представленная в 1975 году в качестве компонента первого персонального компьютера «Альтаир» компании MITS. Несмотря на то что эта шина разрабатывалась для микропроцессора 8080, позднее она была адаптирована под другие процессоры, такие как 6800. Размер платы S-100 составляет 13,4 × 25,4 сантиметра. Одна из сторон печатной платы вставляется в разъем, который имеет 100 контактов (отсюда и название).

Компьютер с шиной S-100 включает в себя большую плату, называемую материнской, которая содержит несколько (около двенадцати) связанных друг с другом гнезд для плат S-100. Эти гнезда иногда называются слотами расширения, в них вставляются платы S-100, или платы расширения. Одну плату S-100 занимает микропроцессор 8080 и вспомогательные чипы (о некоторых я упомянул в главе 19). Оперативная память занимает одну или несколько других плат.