Невидимые пером

Невидимые пером

Вам надо решить задачу. На бумаге вы за­писываете ее данные, условие, затем само ре­шение. При этом почти всегда приходится записывать (для памяти) и промежуточные результаты вычислений. Каждый улыбнется, вспомнив, как иногда, производя умножение, он вслух произносит: «Семью пять — тридцать пять, пять пишем, три в уме». То же самое при­ходится делать и вычислительной машине. И она в подобном случае ПЯТЬ «записывает», а ТРИ «запоминает».

Для этого у нее есть специальное опера­тивное запоминающее устрой­ство. В него откладываются те данные, кото­рые снова потребуются через короткий проме­жуток времени.

С одним видом «оперативной памяти» мы уже знакомы. Это триггерные цепи. В них, как мы знаем, могут до поступления новых сигналов — электрических импульсов — хра­ниться двоичные знаки «0» или «1». Но такая «память» очень неудобна. В нее надо ставить много электронных ламп, а это приводит к зна­чительным размерам «памяти» и к большому расходу энергии. Быстрая и удобная «память» была создана в свое время с помощью специ­альных электроннолучевых трубок.

Как известно, светящийся экран телеви­зора — это дно электроннолучевой трубки. В не­го ударяется электронный луч и выбивает электрические заряды. Автоматически изме­няя скорость потока электронов, можно выби­вать то больше, то меньше электрических за­рядов. Причем они имеют два рисунка: точка и кольцо. Заряд в виде точки — это единица, а в виде кольца — нуль.

Длительность такого запоминания всего 0,1 секунды. Поэтому электронный луч беспрерыв­но обегает экран трубки, «освежая память».

Чтобы прочитать коды, на экран трубки в требуемую точку повторно направляется электронный луч. Ощупывая экран, он как бы выбивает из него импульсы, которые соответст­вуют сделанной на нем записи. Считывание и запись чисел происходят за 0,00001 секунды.

Этот вид «памяти» уже не самый прогрессив­ный. Созданы другие виды «оперативной памяти», еще более быстродействующие. Например, «па­мять» на ферритовых (магнитных) кольцах позволяет считывать числа за одну десяти­миллионную долю секунды!

«Оперативная память» машины может хра­нить одну-две тысячи чисел. Ну, а как быть, если надо запомнить сто тысяч, миллион?

Что делает человек, когда не может все удержать в памяти? Он заводит записную книжку. Такая книжка есть и у машины — это внешнее запоминающее уст­ройство. В нем числа запоминаются так же, как «запоминается» музыка или речь, за­писанные на магнитной ленте магнитофона.

Главная деталь магнитофона — специаль­ная магнитная головка, связанная с усилите­лем. Через него поступают сигналы-импульсы, создающие в головке магнитный поток. Посту­пил импульс — и на ленте наводится магнит­ное пятнышко. Это единица. Нет пятнышка — нуль. А когда машине надо «вспомнить», та же головка превращает запись в сигнал. Есть пятнышко — появляется сигнал. Это единица. Нет пятнышка — нет сигнала. Это нуль.

В электронных вычислительных машинах обычно устанавливают несколько устройств «па­мяти» на магнитной ленте. На узкой ленте длиной с полкилометра на каждом миллиметре записывается до 15 импульсов. Одна лента позволяет «запомнить» сотни тысяч чисел. Скорость выборки или записи в такой памяти по сравнению с оперативной невелика — «все­го» несколько десятков тысяч цифр в секунду. Но зато бобины с лентами во время работы лег­ко меняются, устройств «памяти» можно ставить сколько необходимо. Имеются машины, внеш­няя «память» которых состоит из 100 «маг­нитофонов». Она способна оперировать гигант­ским количеством чисел — до 1 млрд. знаков!

Как видим, «оперативная память» машины позволяет быстро считывать числа, но количе­ство запоминаемых данных у нее ограничено. Во «внешней памяти», наоборот, можно запи­сать миллионы и даже миллиарды чисел, но выборка из-за большой длины магнитных лент происходит медленно. Поэтому возникла необ­ходимость в дополнительной памяти, которая совмещала бы в себе оба устрой­ства — большое количество запоминаемых дан­ных и быстроту их выборки. Для этой цели служит специальный магнитный барабан. Это, по сути дела, очень широкая магнитная лента, на которой можно записать до 30 тыс. чисел. Ба­рабан вращается со скоростью 12 тыс. об/мин.