Fő tartalom
Számítástudomány
Tantárgy/kurzus: Számítástudomány > 2. témakör
6. lecke: Prímteszt- Bevezetés
- Feladat: prímszám ellenőrzés
- Osztáspróba
- Mi a számítógép memória?
- Az algoritmus hatékonysága
- 3. szint: feladat
- Az eratosztenészi szita
- 4. szint: eratosztenészi szita
- Prímteszt szitával
- 5. szint: osztáspróba szitával
- A prímszámtétel
- A prímszámok sűrűségének logaritmikus spirálja
- A prímszámok távolsága
- Idő kontra tárhely
- Összefoglaló (hogyan tovább?)
© 2023 Khan AcademyFelhasználási feltételekAdatkezelési tájékoztatóSüti figyelmeztetés
Mi a számítógép memória?
Mi a számítógép memória korlátja? Készítette: Brit Cruise.
Szeretnél részt venni a beszélgetésben?
Még nincs hozzászólás.
Videóátirat
Amikor papíron
tollal számolunk, gyakran elmentünk
közbenső eredményeket. Ezt megtehetjük
egy firkalapon, ebben az esetben a papír egy
külső tárolóeszköz szerepét játssza. A memóriának, akármilyen formában
jelenik meg, fizikai helyre van szüksége. A számítógépeknek van memóriájuk, amit
tekinthetünk a számítógép firkalapjának. Amikor definiálsz egy
tömböt a programodban, hogy abban adatokat tárolj,
memóriára van szükség. A számítógép a legalsó szinten minden
utasítást számsorozatként tárol és olvas. De hogyan tároljuk a számokat
a gépekben? Ez eredetileg
egy nagyon nehéz probléma volt, főleg, hogy a számítógépnek akkor is meg
kell őrizni a memóriát, ha nincs áramhoz csatlakoztatva. Ezt nemfelejtő memóriának hívják. A legkönnyebben érzékelhető
eltérés egy gép számára valaminek a megléte vagy hiánya. Így működtek régen
a lyukkártyák. A tetején látunk adatokat, és a függőleges oszlopokban
egy sor lyukat látni, amik az egyes karaktereket képviselik. A számítógépnek tehát két ujja van,
a kettes alapú rendszer, hasonlóan a villanykapcsolóhoz, ahol
az 1 a „fel” , a 0 a „le”. Ez az információ legkisebb egysége,
egyetlen különbség, amit bitnek hívunk. De a bit nagyon hatékony tárolásra, mert az egyedi állapotok száma exponenciálisan nő a bitek
számának növekedésével. Ne feledd, egy kapcsoló
egy bitet jelent, és két állapot tárolása képes, de 2 kapcsoló már
4 különböző állapotot tud tárolni. 8 kapcsoló, vagy 8 bit 256
különböző állapotot tud tárolni. A helyigényt bitekben mérjük, de a bit fizikai mérete
a tárolási módtól függ. A számítógép hogyan tárolja
a nullákat és az egyeseket? (zene) Az ilyen modern adatfedolgozó rendszerek több ezer mágneses magot használnak. Mi a mágneses mag? Apró nikkel ötvözetből vagy más
mágneses anyagból készült gyűrűk. Az adatfeldolgozás sok fontos területén
kiszorították a vákumcsöveket. Lehetővé tette, hogy a
számítógépek a biteket az óramutató járásával megegyező, illetve ellenkező irányú
mágnesezettséggel tárolják, mivel minden mag kétféleképpen
volt mágnesezhető attól függően, hogy milyen irányban
haladt át rajta az áram. Mivel a bit ábrázolható
tetszőleges bistabil eszközön, és a mágneses mag
bistabil eszköz. Később ehhez vékony mágneses
filmborítású lemezt használtak, ahol az egyes biteket
apró mágneses celláknak képzelhetjük el, amit úgy tölthetünk fel,
hogy 1-et vagy 0-t ábrázoljon. Röviden: a bit mérete gyorsan
lecsökkent a lyukkártyák kora óta. A modern számítógépek lemeze több millió
apró mágneses cellaként képzelhető el. Elgondolkozhatsz azon, vajon
milyen pici lehet egy-egy mágneses cella. A jelenlegi kutatások szerint az IBM ezt
az atom szintjére akarja lecsökkenteni. Igazolták, hogy 12 vasatom együttese
stabil mágneses egységként képes működni, ahol az orientációjuk függvényében
képesek 1-et vagy 0-t tárolni. Ez megközelíti azt az elméleti határt,
ahol egy atom képes egy bit tárolására. Érdekes megjegyezni, hogy az IBM becslése szerint körülbelül
egy kvadrillió bit információ férne el egy tenyérnyi Ipod méretű
eszközön atomszintű tárolással. Nevezzük ezt szupertárnak, ez nem létezik még,
ez csak egy feltételezett példa. Atom szintű tárolást használó
tenyérnyi szupertár 1000 terabit tárolására lenne képes, ami ezer trillió kapcsolót jelent, amit köznyelven 125 terabájt,
mindez a tenyereden, vagy, hogy egy olyan példát mondjunk,
ami mindenki számára érthető, 125 terabájt megfelel egy
1250 kilométer hosszú könyvespolcnak a tenyeredben. Így néz ki a memória jövője, vagy lehet, hogy egy atomnál kisebb
egységen fogunk tudni tárolni egy bitet?