Представление информации в компьютере

Лекция № 2 (2 часа)

Представление информации в компьютере

1. Числовая форма. Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (звуки, изображения, показания приборов и т.д.) для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму.

2. Кодировка символов. Для обработки на компьютере текстовой информации обычно при вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства (экран или печать) для восприятия человеком по этим числам строятся соответствующие изображения букв. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.

3. Двоичная система счисления. Как правило, все числа внутри компьютера представляются с помощью нулей и единиц. Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления, поскольку при этом их устройство получается более простым. Ввод чисел в компьютер и вывод их для чтения человеком может осуществляться в привычной для людей десятичной форме – все необходимые преобразования могут выполнить программы, работающие на компьютере.

4. Биты и байты. Единицей информации в компьютере является один бит, т.е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. Как правило, команды компьютеров работают с восемью битами сразу. Восемь последовательных битов составляют байт. В одном байте можно закодировать значение одного символа из 256 возможных. Более крупными единицами измерения информации являются килобайт (Кбайт) = 1024 байтам, мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайтам и гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайтам. Для ориентировки скажем, что если на странице текста помещается в среднем 2500 знаков, то 1 Мбайт – это примерно 400 страниц, а 1 Гбайт – 400 тысяч страниц.

5. Шестнадцатеричная система счисления. При описании обрабатываемых компьютером данных, содержимого оперативной памяти и т.д., часто используется Шестнадцатеричная система счисления. Она удобна тем, что очень просто соотносится с двоичной системой, в которой работает компьютер: одна Шестнадцатеричная цифра соответствует четырем двоичным разрядам. Шестнадцатеричные цифры, большие девяти, обозначаются: A – десять, B – одиннадцать, C – двенадцать,  D – тринадцать, E –    четырнадцать и F – пятнадцать. Для указания того, что число записано в Шестнадцатеричной системе счисления, в конце его добавляют символ “H” или “h” (h –  первая буква слова hexadecimal, т.е. шестнадцатеричный). Например: В9h = 11*16+9 = 185; 4A9Fh = 4*16^3+10*16^2+9*16+15 = 19103.

Как работает компьютер

            Еще при создании первых компьютеров в 1945 году знаменитый математик Джон фон Нейман описал, как должен быть устроен компьютер, чтобы он был универсальным и эффективным устройством для обработки информации. Эти основы конструкции компьютера называются принципами Фон Неймана. Сейчас подавляющее большинство компьютеров в основных чертах соответствует принципам Фон Неймана.

Рекомендуемые материалы

Устройство компьютера. Согласно принципам Фон Неймана, компьютер должен  иметь следующие устройства:

• Арифметическо-логическое устройство, выполняющие арифметические и логические операции;
• Устройство управления, которое организует процесс выполнения программ;
• Внешние устройства для ввода-вывода информации.

Память компьютера должна состоять из некоторого количества пронумерованных ячеек, в каждой из которых могут находиться или обрабатываться данные, или инструкции программ. Все ячейки памяти должны быть одинаково легко доступны  для других устройств компьютера.

Связи между устройствами компьютера.

Одинарные линии показывают управляющие связи, двойные информационные.

Следует заметить, что схема устройств современных компьютеров несколько отличается от приведенных выше. В частности, арифметическо-логическое устройство и устройство управления, как правило объединены в единое устройство – центральный процессор. Кроме того, процесс выполнения программ может прерываться для выполнения неотложных действий, связанных с поступившими сигналами от внешних устройств компьютера- прерываний.

Программы для компьютеров

"32 - Информация" - тут тоже много полезного для Вас.

Компьютер – это универсальный прибор для переработки информации. Но сам по себе компьютер является просто ящиком с набором электронных схем. Он не обладает знаниями не в одной области своего применения. Все эти знания сосредоточены в выполняемых на компьютере программах. Для того, чтобы компьютер мог осуществить определенные действия, необходимо составить для компьютера программу, т.е.точную и подробную последовательность инструкций на понятном компьютеру языке, как надо обрабатывать информацию. Меняя программы для компьютера, можно превратить его в рабочее место бухгалтера или конструктора,  статистика или агронома, редактировать на нем документы или играть в игры. Поэтому для эффективного использования компьютера необходимо знать назначение и свойства необходимых при работе с ним программ.

Виды программ. Программы работающие на компьютере, можно разделить на три категории:

· Прикладные программы, непосредственно обеспечивающие выполнение необходимых пользователям работ: редактирование текстов, рисование картинок, обработку информационных массивов и т.д.

· Системные программы, выполняющие различные вспомогательные функции, например создание копий используемой информации, проверка работоспособности компьютера и т.д. Особую роль среди всех системных программ играет операционная система – программа, управляющая компьютером, запускающая все другие программы и выполняющая для них различные сервисные функции.

· Инструментальные системы (системы программирования), обеспечивающие создание новых программ  для компьютера.