Mi a számítógép memória?

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?