第35章 为什么计算机有记忆能力

计算机有一个突出的特点，那就是它具有很强的记忆功能。它能准确可靠地“记”住大量信息，既不会记错，也不会忘记。人的记忆能力来自大脑，计算机的记忆能力是从哪儿来的呢？计算机的记忆能力来自它的存储器。存储器是计算机的主要部件之一，它由许许多多的记忆元构成。这些记忆元——也就是存储元被分成8个一组，16个一组，32个一组或64个一组，每组称为一个存储单元，每个单元都有自己固定的编号，就像一座宾馆的摩天大楼，楼里有许多编好号的单元房间一样。根据这些编号，客人就能准确地找到自己的房间。与大楼里的走廊相对应，计算机也有自己的走廊——数据总线，需要记忆的信息通过走廊进入房间。因为每个单元的编号是唯一确定的，而且，哪一个数据进了哪一个存储单元，计算机系统都予以登记。所以，等到需要某一个数据的时候，就可以按照地址码，也就是单元编号去访问。这样，就保证了不会发生弄错数据的事。此外，计算机还有一个特性：写入（也就是装进）一个存储单元的数据，进去以后就驻留在那里，只要你不第二次对这同一个单元写入不同的数据，它就会始终呆在里面，绝不会自己跑出来。因此，计算机一经“记住”的事，它就绝不会忘记。那么，存储器是怎样记住那些信息的？换句话说，信息是怎样被装进那些存储器单元里去的？让我们先来看看存储单元是怎样构成的。存储器的每一个存储单元由若干个存储元构成，每一个存储元可以有两种状态，即0状态和1状态。一个8位的存储单元，就是由8个这样的存储元组成，我们可以想象它是8个排列整齐的二极管。每一个二极管要么是通，要么是不通。如果规定通为0，不通为1，那么每一个二极管就可以表示一个二进制数位。这样，每一个存储单元便可以表示一个8位的二进制数。假如我们想要让计算机记住数字5，用二进制写出来就是“101”。把它存放在8位的存储单元里便成了下面这个样子：00000101第八位第七位第六位第五位第四位第三位第二位第一位如果以二极管的导通表示0，不通表示1，那么，处于第一位和第三位的2个二极管为不通，其6个都为通的。这8个二极管，就记下了数字5。同样，若要记数字123（十进制），则是：01111011第八位第七位第六位第五位第四位第三位第二位第一位这样，只要我们把想要让计算机“记住”的信息用这种二进制编码表示，便可以以上述方式装入计算机。计算机存储器里类似二极管这样的存储元便“记住”了这些信息。计算机存储器经过几十年的研究和实践，现在已发展到用集成电路集来实现。随着集成电路集成度的迅速提高，在一定的几何空间内可容纳的信息量越来越大，计算机的存储器就可以做得越来越大——只要技术条件和经济条件允许，而不必顾虑几何空间的限制。