Представление числовой и текстовой информации в ЭВМ

Числовая информация. Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (звуки, изображения, показание приборов и т.д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму.Для записи информации о количестве объектов используются числа. Числа записываются с использованием особых знаковых систем, которые называются системами счисления.Система счисления - это знаковая система, в которой числа записываются по определенным правилам с помощью символов некоторого алфавита, называемых цифрами.Двоичная система счисления. Как правило, все числа внутри компьютера представляются с помощью нулей и единиц, а не десяти цифр, как это привычно для людей. Иными словами, компьютеры обычно работают в двойничной системе счисления, поскольку при этом их устройства получаются значительно более простым.

Числовая информация. Для записи информации о количестве объектов используются числа осн. Знаковых систем. Алфавит кот. Состоит из цифр, человек пользуется обычно 10сс. Для перевода из 10сс 2 сс нужно выполнить следующие действия..1)для получения целой части 2-ого числа, необходимо целую часть 10-го числа последовательно делить на 2 после 1-го деления в качестве остатка получили а0, а1 и тд 2)для получения цифр дробной части 2-го числа необходимо дробную часть 10-го числа последовательно умножить на 2 при 1-ом умножении в качестве целой части результата в^-1,при 2-ом 2-в^-2 и тд может получиться и бесконечная дробь.

Текстовая информация. Кодирование заключается в преобразовании информации из одной формы представления в другую. Средством служит таблица соответсвтуеющих знаковых систем. Представление информации осуществляется с помощью языков, которые являются знаковыми системами. Кодирование текстовой информации заключается в том, что каждому символу алфавита становиться в соответствии уникальный 10-ый код, т е символы алгоритма нумеруются после этого каждый 10-ый переводиться в 2 сс и получается 2-ый код. Поскольку нумеровать знаки алфавита можно по разному то получаются разные кодовые таблицы. Раньше в каждой стране использовался свои кодовые таб, в дальнейшем коды были стандартизованные. В настоящее время код американский стандарт ASCII позволяет закодировать 256 разныхсимволов и по этой причине являеся 8-ми разрядным кодом.В настоящее время все программы пакета MS officbcg Unicod, является 16 разрядным кодом позволяющим закодировать 2^16=65536 символов.

6.Представление графической и звуковой информации в ЭВМ Звук - акустическая волна непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. Чтобы ПК мог обрабатывать звук звуковой канал должен быть превращен в последовательность битов. Волна разбивается на маленькие временные участки времени дискретизация. Для 2 участка уст. окр. амплитуда. Непрерывная зависимость амплитуды от времени изменят на дискретную последовательность уровней громкости каждой ступени. Громкости присваивают уровень громкости и его код. Чем больше количество уровней громкости выявлено тем больше количество информации будет нести значение каждого уровня. Современные звуковые карты обеспечивают 16-ти битную глубину. Качество кодирования зависит от количества измерений уровня сигнала на 1 времени и от глубины кодирования. Частота дискретизации (Гц)глубина кодирования(бит). Кодирование графической информации применяют пространственную дисперсию. Картину разбивают на отдельные элементы(пиксели) и каждому элементу приписывают код цвета. Чем больше число пикселей содержится 1 площади, тем картина четче. Тем больше битов используется для кодировании цвета тем лучше передается гамма.

7.Структура ЭВМ по фон Нейману. Принципы фон Неймана. Первым теоретиком, сформулировавшим основы построения ЭВМ, был знаменитый математик Д. фон Нейман.(1945)Эти принципы используются до сих пор, они определяют структуру ЭВМ любого поколения. По мнению фон Неймана ЭВМ состоит из: 1) арифметико - логического устройства (АЛУ), предназначенного для вы­полнения арифметических и логических операций: 2)устройства управления (УУ), организующего процесс выполнение про­граммы;3)оперативно запоминающего устройства (ОЗУ) - для хранения исходных данных и программ;4)внешнего устройства для ввода и вывода информации(ВУ) Рисунок

Стрелками указаны пути прохождения информации и управляющего сиг­нала. ОЗУ состоит из пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываться данные либо команды программы. АЛУ и УУ образуют единый компоненты называемые процессором. Номер ячейки называется адресом ячейки. Ячейка состоит из разрядов. В современ­ных ЭВМ минимальной адресуемой единицей памяти служит 8 разрядная ячейка памяти - байт. Более крупные ячейки: 2-байтовые - полуслово, 4 - байтовые- слово, 8 - байтовые - двойное слово.

Первый принцип фон Неймана гласит, что все ячейки ОЗУ должны быть одинаково доступны для всех других устройств компьютера, т.е. время доступа для чтения или записи информации должно быть одинаково для всех ячеек памяти и не зависит от момента доступа. Этот принцип называют принципом произвольного доступа к основной памяти.

Второй принцип фон Неймана - принцип хранимой программы. Он гласит: программа, предназначенная для решения поставленной задачи, вво­дится в ОЗУ с внешнего устройства и хранится в ней наряду с обрабатывае­мыми данными. Программа выполняется автоматически по сигналу из уст­ройства управления. Этот принцип делает ЭВМ универсальным средством обработки информации, поскольку для решения новой задачи нужно ввести в память новую программу и соответствующие данные, а не перемонтировать электрические цепи, что делали в машине ENIAC.

Д. фон Нейман сформулировал и другие принципы работы ЭВМ. На­пример, дублирование важнейших электрических цепей и важнейшей ин­формации. Но именно выше описанные два принципа определяют архитек­туру ЭВМ. Отметим, что схема устройства современных компьютеров резко отличается от приведенной выше схемы:

1) теперь АЛУ объединено с УУ такой объединенный блок называется центральным процессором;2) существуют компьютеры с несколькими параллельно работающими центральными процессорами;3) усложнились внешние устройства, теперь они принимают участие в управлении. В основном в форме прерывания. Тем не менее, большин­ство компьютеров в основных чертах соответствуют принципам, кото­рые сформулировал фон Нейман.