навчальний сайт - Подання даних і програм у комп'ютері
П`ятниця, 09.12.2016, 06:53

Вітаю Вас Гість | RSS
Вивчаємо інформатику
Електронний підручник з інформатики для 9 класу
Проект учнів СЗШ № 8 м. Хмельницького
ГоловнаРеєстраціяВхід

Меню сайту

Форма входу

Урок 4                                                                                        Центральний процесор

Обробка і зберігання інформації

 Продовжимо знайомство з апаратним забезпеченням. Розглянемо компоненти, що забезпечують обробку і зберігання інфор. мації, а в наступному — її введення та виведення. Проте перш ніж перейти до розгляду конкретних пристроїв, звернімо увагу на способи подання даних і програм у комп'ютері, адже саме вони визначають, які технології буде застосовано для виготовлення апаратних компонентів.  

Подання даних і програм у комп'ютері

Сприйняти й обробити дані та виконати програму комп'ютер зможе лише за умови, що їх подано у «зрозумілій» для нього формі. Із попередніх розділів ви знаєте: сучасні комп'ютери — це пристрої, здатні обробляти сигнали, які мають два стани (їх позначено цифрами 0 та 1). Отже, щоб комп'ютер міг сприйняти и обробити числові значення, текст, зображення, звук чи відео, їх потрібно подати у вигляді послідовностей 0 та 1. Розглянемо, як це робиться.

Числові дані

Для подання числових даних використовують різні системи числення. Найпоширенішою серед них вважається десяткова система! в якій для подання чисел застосовують 10 знаків (цифри від 0 до 9). Це позиційна система числення.

 

Позиційна система числення — це система, в якій той самий числовий знак (цифра) в запису числа має різні значення залежно від того місця (розряду), де його розташовано.

Будь-яка позиційна система характеризується своєю основою — кількістю різних знаків або символів, що використовуються для подання чисел у цій системі. Тож десяткова система — це позиційна система числення з осно¬вою 10. Кожен розряд у цій системі має свою вагу: перший (починаючи справа) — 1 (10°), другий – 10 (101), третій — 100 (102), четвертий — 1000 (103) і т. д.

Наприклад, число 128 утворюється в цій системі так:  

12810 = 1 х 102 + 2 х 101 + 8 х 100 ,

а число 7216  — так:

721610 = 7 х 104 + 2 х 103 + 1х 101 + 6 х 100.

Зверніть увагу: в першому числі цифра 2 показує кількість десятків, а в другому — кількість сотень. Натомість у римській системі числення значення цифри не залежить від її позиції. Наприклад, у числі XXXIII цифри X позначають 10, тобто ця система не є позиційною.

У комп'ютерах та інших цифрових пристроях числові дані подаються у двійковій системі.  Це позиційна система з основою 2, в якій для запису чисел використовують лише два знаки (цифри 0 та 1). Кожний розряд у цій системі також має вагу: перший (починаючи справа) — 1 (20), другий — 2 (21), третій —(22), четвертий — 8 (23) тощо.

Наприклад, число 1001 у двійковій системі утворюється так:  

10012 = 1 х 23 + 0 х 22 + 0 х 21 +1 х 20= 910.

Як бачите, числу 9 десяткової системи відповідає двійкове число 1001.

Ось ще кілька прикладів двійкових чисел:

112= 1 х 21 +1 х 20= 310,

102 = 1 х 21- 0 х 20= 210.  

Приклади перетворення чисел із десяткової системи числення у двійкову:

 

Текстові дані

Для подання текстових даних у комп'ютерах використовують так звані набори символів. Це таблиці для кодування певної кількості символів, де кожному з них відповідає двійковий код певної довжини. Найпоширенішими сьогодні є набори символів ASCII, Unicode (вимовляється як «юнікод») і сумісні з ними.

У цьому наборі символів для кодування застосовується 8 двійкових розрядів. Неважко здогадатися, що Фрагмент розширеного набору символів ASCII зі значеннями кодів.

 

Як бачите, символ «0» кодується двійковим значенням 00110000 (4810), символ «1» — значенням 00110001 (4910) і чим більша довжина коду, тим більше символів можна закодувати з його використанням. Як ви знаєте з розділу 1, за допомогою двійкового коду довжиною n біт можна закодувати 2n різних повідомлень. Таким чином, набір символів ASCII може включати щонайбільше 28 = 256 символів. Цього достатньо, щоб закодувати цифри, знаки пунктуації, латинські літери (великі й малі) та літери кирилиці (великі й малі).

У стандарті кодування Unicode для подання символів використовується 16 розрядів, тобто загальна кількість символів становить 216 = 65 536. Цей набір включає в себе всі наявні алфавіти світу, багато математичних, музичних, хімічних символів. Для наукових цілей додано алфавіти історичних писемностей, зокрема давньогрецький та єгипетські ієрогліфи.

Дані інших типів

Графічні дані. Для того щоб зберегти у двійковій формі графічні дані (фотографії, малюнки, креслення), використовують два способи — растровий і векторний. Фотографії, твори живопису, малюнки зберігають у вигляді растрових зображень, які являють собою масиви пікселів, розміщених рядками та стовпцями.

Піксел — це неподільний елемент зображення, зазвичай квадратної форми, який має певний колір.

Колір піксела кодується за допомогою двійкового коду. Подібно до таблиці символів, чим більшу довжину має такий код, тим більше кольорів піксела можна закодувати за його допомогою. У чорно-білому зображенні, що не містить відтінків сірого, використовуються лише два кольори, а отже, для кодування кольору його пікселів достатньо одного двійкового розряду (0 — білий колір, 1 — чорний). У кольорових зображеннях, а також зображеннях з відтінками сірого для кодування кольору піксела використовують 4, 8 або 24 двійкових розряди, що відповідає 16, 256 і 16 777 216 кольорам (або відтінкам сірого).

Контурні малюнки та креслення зберігають в іншій формі. Такі зображення складаються з контурних об'єктів (кіл, дуг, прямокутників, ліній тощо), які можна описати математично, а тому в комп'ютері зберігають інформацію про тип об'єкта й дані, необхідні для його побудови. Наприклад, для кола це будуть координати центра, а також радіус чи діаметр, для квадрата — координати чотирьох його вершин. Збережені в такий спосіб зображення називають векторними.

Аудіодані. Голос та музика являють собою звукові сигнали. Звуковий сигнал — це хвиля зі змінними частотою та амплітудою коливань. Чим більша амплітуда сигналу, тим він гучніший для людини, а чим більша частота, тим вище тон.

Щоб комп'ютер міг обробити звуковий сигнал, його потрібно дискретизувати, перетворити на послідовність електричних імпульсів (двійкових 0 та 1). Для цього через певні проміжки часу вимірюють амплітуду сигналу і записують її числову величину в двійковій формі (рис. 4.2).

Звісно, що чим частіше робити заміри амплітуди та чим більше двійкових розрядів виділити для подання її значень, тим ближче цифровий запис буде до оригінального.

Відеодані. Відеодані являють собою комбінацію зображення та звуку. Сьогодні поширення набули відеокамери, які записують відео у цифровій формі. Аналогове відео для зберігання в комп'ютері перетворюють на цифрове.  

 Подання програм (машинні мови)

Подібно до чисел, тексту і даних інших типів, програми також мають бути подані у двійковій формі. Для того щоб комп'ютер міг виконати певну команду, її потрібно перетворити на двійковий код, записаний так званою машинною мовою.

Команда машинною мовою виглядає приблизно так: 01011100001000100000000100100010

Хоча ця послідовність цифр, яка складається з 32 одиниць і нулів, видається беззмістовною, в ній закодовано тип операції та необхідну для її виконання інформацію.

Слід зазначити, що на початку комп'ютерної ери програми писали саме машинною мовою. Зараз, на щастя, цього робити не доводиться. Програми пишуть із використанням мов програмування високого рівня, в яких команди записують у зручному для людини вигляді. Потім ці програми автоматично перетворюють на послідовності машинних команд.

 

Як ви вже знаєте, дані та програми обробляються за допомогою центрального процесора і внутрішньої пам'яті. Вони, а також материнська плата є найважливішими компонентами комп'ютера, позаяк саме їхні характеристики визначають, з якою швидкістю він працюватиме.  

пр
Календар
«  Грудень 2016  »
ПнВтСрЧтПтСбНд
   1234
567891011
12131415161718
19202122232425
262728293031

Наше опитування
Оцініть мій сайт
Всього відповідей: 3040

Міні-чат

Друзі сайту
CЗОШ І-ІІІ ступенів №8 м.Хмельницького (офіційний сайт) Кликніть тут

Сайт початкової школи СЗОШ №8 Кликніть тут  

Проект учнів школи Інтерактивна книга "Українські народні казки". Кликніть тут


Сайт нашої першої вчительки, вчителя початкової школи Атаманюк Н.В. Кликніть тут  

Сайти нашого вчителя інформатики та математики Кравчук Г.Т.. Сайт-портфоліо чи Профільна інформатика

Проект учнів профільного класу. Тематичні блоги "Мій рідний край - Хмельницький"

 Каталог - Сайти шкіл та освітніх закладів

Статистика

Онлайн всього: 1
Гостей: 1
Користувачів: 0

Пошук


Copyright MyCorp © 2016Безкоштовний конструктор сайтів - uCoz