Чи є комп'ютер без оперативної пам’яті, але з диском, еквівалентний одному з оперативною пам’яттю?

Пам'ять використовується для багатьох речей, наскільки я розумію. Він виконує функції кеш-диска, містить інструкції програм та їх стек та купу. Ось продуманий експеримент. Якщо вам не байдуже швидкість або час, який потрібен комп'ютеру, щоб зробити хрускіт, який мінімальний об'єм пам'яті у вас може бути, якщо припустити, що у нього дуже великий диск? Чи можна покінчити з пам'яттю і просто мати диск?

Кешування диска, очевидно, не потрібно. Якщо ми встановимо місця для swap на диску, стек програми та купа також не потребують пам'яті. Чи є щось, для чого потрібна пам'ять?

Звичайно. В принципі, з урахуванням відповідного обладнання, у вас міг бути лише диск із усім, що зберігається на диску. Будь-який час, коли процесор виконував інструкції з завантаження або зберігання, може бути деяке обладнання, яке перетворює його на диск для читання чи запису. Це було б дуже повільно: на магнітному диску кожне прагнення займає близько 10 мс, тож ви могли б робити близько 100 зчитування та запису з випадковим доступом за секунду.

Деякі системи мають карту флеш-пам’яті у своєму адресному просторі. Флеш-пам’ять забезпечує енергонезалежне (стійке) зберігання. Отже, певним чином це нагадує те, що ви згадуєте - хоча ці системи зазвичай також мають оперативну пам’ять.

З точки зору обчислюваності відомо, що кожен сучасний комп'ютер може бути змодельований машиною Тьюрінга, єдиним сховищем якого є одиничні лінійні комірки стрічки, які можна записати. Якщо припустити, що ви можете продовжувати додавати необмежену кількість дискового накопичувача, комп'ютер, що має лише жорсткі диски, настільки ж потужний. Тож звичайно можна було б зробити комп’ютер без пам'яті.

Звичайно, жорстких дисків "необмеженого простору" немає, але оперативної пам'яті також немає.

Існує низка практичних питань, наприклад, вам знадобляться умовні позначення різних областей та адрес на диску, операційна система, яка записувала на диск для проміжного зберігання та керованих адрес диска. Насправді ви б в кінцевому підсумку сильно імітували оперативну пам’ять на жорсткому диску.

Питання не є суто академічним. Справа в історичних записах, що на одному з ранніх комерційних комп'ютерів [вибачте, я не пригадую, який з них назовні] не було жодної оперативної пам’яті - всі програми виконувались шляхом отримання інструкцій безпосередньо з магнітного барабана [обертовий циліндр із намагнічувальною зовнішньою поверхнею (диски з'явилися пізніше)]. Це було порівняно повільно, але набагато дешевше, ніж велика конкуренція. [це було назад у дні "трубки"]

Цікаво, що він поставився із застарілим інструментом, відомим як "оптимізуючий асемблер" - тобто асемблер не лише генерував машинні інструкції, а й виписував їх на барабан не послідовно, щоб мінімізувати кількість часу на кожну інструкцію. чекаючи, коли барабан повернеться до наступного.

Ні. Дискові накопичувачі не є випадковою адресою, як оперативна пам'ять. Натомість вони блокують пристрої зберігання даних. Ви не можете читати чи писати байт з них. І ваш процесор не може прочитати одразу весь сектор, їм потрібен такий випадковий доступ. Операційні системи приховують від вас цей рівень деталізації, але вони роблять це, читаючи цілий сектор в ОЗУ, змінюючи його і записуючи його назад.

Як результат, вам потрібен один блок зберігання з випадковим доступом. Це може бути кеш процесора, який створений з SRAM (швидкого типу оперативної пам'яті).

Це не тільки диски. Флеш-пам'ять - це дизайн, побудований з блоків, що є ключовим фактором її низької ціни. Він навіть має блоки, набагато більші, ніж звичайні дискові сектори, але він використовує внутрішню оперативну пам'ять, щоб приховати це від ОС.

Ви можете зробити постійне сховище, яке безпосередньо може використовуватися процесором. Сховища EEPROM потрапляли б до цієї категорії (електронно стирається програмована пам’ять «Тільки для читання» - хоча «Оптимізований для читання» був би фактично кращим описом).

Коли ви використовуєте віртуальну пам'ять і вам потрібно обробляти помилки сторінки, то, як мінімум, обробник винятків, що обробляє помилку сторінки, драйвер диска, який зчитує дані з жорсткого диска і спочатку записує брудні сторінки на диск, а таблиці сторінок потрібні постійно перебувати в оперативній пам’яті. Тому що якщо їх немає в оперативній пам’яті, ви не можете змінити їх назад в оперативну пам’ять. Крім того, вам потрібно місця як мінімум для однієї сторінки ОЗУ.

Якщо у вас був процесор на зразок масивного 12-ядерного Xeon з 30 Мб кеш-пам’яті, можливо, можливо мати систему, яка не має ні оперативної пам’яті, ні жорсткого диска, але використовувати лише кеш-пам’ять. (Не впевнений, чи це насправді працює, чи потрібна оперативна пам’ять).

Це концептуально можливо. ОЗУ - це лише рівень кешування. У сучасному комп’ютері є багато рівнів кешування (див. Кеші L1, L2, L3 .., кеш-пам'ять, звичайно, Ram, область swap-що є логічним розділом диска, що використовується як оперативна пам'ять ...-), якщо поставити або додати його, машина працюватиме. Наприклад, живий cd Ubuntu може не використовувати рівень кешування жорсткого диска. Однак я не думаю, що існує ОС, яка може підтримувати відсутність рівня оперативної пам’яті.

Технічно RAM - це первинна енергонезалежна пам'ять, яка використовується для підвищення швидкості обробки. Після відключення живлення дані в первинній пам'яті втрачаються. Якщо ми використовуємо диск, тобто, як ви кажете, тільки диск, а не оперативну пам’ять, ми все одно могли б запустити наш комп'ютер, але було б більше накладних даних для читання, тим самим значно сповільнюючи систему. Отже, ми використовуємо оперативну пам’ять.