В каком виде представлена информация в компьютере которой оперирует центральный процессор эвм
Обращаем Ваше внимание, что в соответствии с Федеральным законом N 273-ФЗ «Об образовании в Российской Федерации» в организациях, осуществляющих образовательную деятельность, организовывается обучение и воспитание обучающихся с ОВЗ как совместно с другими обучающимися, так и в отдельных классах или группах.
Рабочие листы и материалы для учителей и воспитателей
Более 2 500 дидактических материалов для школьного и домашнего обучения
Столичный центр образовательных технологий г. Москва
Получите квалификацию учитель математики за 2 месяца
от 3 170 руб. 1900 руб.
Количество часов 300 ч. / 600 ч.
Успеть записаться со скидкой
Форма обучения дистанционная
- Онлайн
формат - Диплом
гособразца - Помощь в трудоустройстве
311 лекций для учителей,
воспитателей и психологов
Получите свидетельство
о просмотре прямо сейчас!
Дискретное представление информации
Кодирование – преобразование входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, то есть двоичный код.
Декодирование – преобразование данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.
С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления для кодирования информации оказалось намного более простым, чем применение других способов. действительно, удобно кодировать информацию в виде последовательности нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:
0 – отсутствие электрического сигнала;
1 – наличие электрического сигнала.
Эти состояния легко различать. Недостаток двоичного кодирования – длинные коды. но в технике легче иметь дело с большим количеством простых элементов, чем с небольшим числом сложных.
Способы кодирования и декодирования информации в компьютере, в первую очередь, зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: числа, текст, графические изображения или звук.
Аналоговый и дискретный способ кодирования
Человек способен воспринимать и хранить информацию в форме образов (зрительных, звуковых, осязательных, вкусовых и обонятельных). Зрительные образы могут быть сохранены в виде изображений (рисунков, фотографий и так далее), а звуковые – зафиксированы на пластинках, магнитных лентах, лазерных дисках и так далее.
Информация, в том числе графическая и звуковая, может быть представлена в аналоговой или дискретной форме. При аналоговом представлении физическая величина принимает бесконечное множество значений, причем ее значения изменяются непрерывно. При дискретном представлении физическая величина принимает конечное множество значений, причем ее величина изменяется скачкообразно.
Примером аналогового представления графической информации может служить, например, живописное полотно, цвет которого изменяется непрерывно, а дискретного – изображение, напечатанное с помощью струйного принтера и состоящее из отдельных точек разного цвета. Примером аналогового хранения звуковой информации является виниловая пластинка (звуковая дорожка изменяет свою форму непрерывно), а дискретного – аудиокомпакт-диск (звуковая дорожка которого содержит участки с различной отражающей способностью).
Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации, то есть разбиения непрерывного графического изображения и непрерывного (аналогового) звукового сигнала на отдельные Элементы. В процессе дискретизаЦии производится кодирование, то есть присвоение каждому элементу конкретного значения в форме кода.
Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов.
Кодирование текстовой информации
С точки зрения ЭВМ текст состоит из отдельных символов. К числу символов принадлежат не только буквы (заглавные или строчные, латинские или русские), но и цифры, знаки препинания, спецсимволы типа "=", "(", "&" и т.п. и даже (обратите особое внимание!) пробелы между словами. Да, не удивляйтесь: пустое место в тексте тоже должно иметь свое обозначение.
Вспомним некоторые известные нам факты:
Множество символов, с помощью которых записывается текст, называется алфавитом .
Число символов в алфавите – это его мощность .
Формула определения количества информации: N = 2 b ,
где N – мощность алфавита (количество символов),
b – количество бит (информационный вес символа).
В алфавит мощностью 256 символов можно поместить практически все необходимые символы. Такой алфавит называется достаточным.
Т.к. 256 = 2 8 , то вес 1 символа – 8 бит.
Единице измерения 8 бит присвоили название 1 байт:
Двоичный код каждого символа в компьютерном тексте занимает 1 байт памяти.
Каким же образом текстовая информация представлена в памяти компьютера?
Кодирование заключается в том, что каждому символу ставится в соответствие уникальный десятичный код от 0 до 255 или соответствующий ему двоичный код от 00000000 до 11111111. Таким образом, человек различает символы по их начертанию, а компьютер - по их коду.
Удобство побайтового кодирования символов очевидно, поскольку байт - наименьшая адресуемая часть памяти и, следовательно, процессор может обратиться к каждому символу отдельно, выполняя обработку текста. С другой стороны, 256 символов – это вполне достаточное количество для представления самой разнообразной символьной информации.
Теперь возникает вопрос, какой именно восьмиразрядный двоичный код поставить в соответствие каждому символу.
Понятно, что это дело условное, можно придумать множество способов кодировки.
Все символы компьютерного алфавита пронумерованы от 0 до 255. Каждому номеру соответствует восьмиразрядный двоичный код от 00000000 до 11111111. Этот код просто порядковый номер символа в двоичной системе счисления.
Таблица, в которой всем символам компьютерного алфавита поставлены в соответствие порядковые номера, называется таблицей кодировки.
Для разных типов ЭВМ используются различные таблицы кодировки.
Международным стандартом для ПК стала таблица ASCII (читается аски) (Американский стандартный код для информационного обмена).
Таблица кодов ASCII делится на две части.
Международным стандартом является лишь первая половина таблицы, т.е. символы с номерами от 0 (00000000), до 127 (01111111).
Структура таблицы кодировки ASCII
От начала 90-х годов, времени господства операционной системы MS DOS , остается кодировка CP 866 (" CP " означает " Code Page ", "кодовая страница").
Компьютеры фирмы Apple , работающие под управлением операционной системы Mac OS , используют свою собственную кодировку Mac .
Кроме того, Международная организация по стандартизации ( International Standards Organization , ISO ) утвердила в качестве стандарта для русского языка еще одну кодировку под названием ISO 8859-5.
Наиболее распространенной в настоящее время является кодировка Microsoft Windows , обозначаемая сокращением CP 1251.
С конца 90-х годов проблема стандартизации символьного кодирования решается введением нового международного стандарта, который называется Unicode . Это 16-разрядная кодировка, т.е. в ней на каждый символ отводится 2 байта памяти. Конечно, при этом объем занимаемой памяти увеличивается в 2 раза. Но зато такая кодовая таблица допускает включение до 65536 символов. Полная спецификация стандарта Unicode включает в себя все существующие, вымершие и искусственно созданные алфавиты мира, а также множество математических, музыкальных, химических и прочих символов
Использование компьютера для обработки звука началось позднее, нежели чисел, текстов и графики.
Звук – волна с непрерывно изменяющейся амплитудой и частотой. чем больше амплитуда, тем он громче для человека, чем больше частота, тем выше тон.
Звуковые сигналы в окружающем нас мире необычайно разнообразны. Сложные непрерывные сигналы можно с достаточной точностью представлять в виде суммы некоторого числа простейших синусоидальных колебаний. Причем каждое слагаемое, то есть каждая синусоида, может быть точно задана некоторым набором числовых параметров – амплитуды, фазы и частоты, которые можно рассматривать как код звука в некоторый момент времени.
В процессе кодирования звукового сигнала производится его временная дискретизация – непрерывная волна разбивается на отдельные маленькие временные участки и для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.
Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется на дискретную последовательность уровней громкости.
Каждому уровню громкости присваивается его код. Чем большее количество уровней громкости будет выделено в процессе кодирования, тем большее количество информации будет нести значение каждого уровня и тем более качественным будет звучание.
Качество двоичного кодирования звука определяется глубиной кодирования и частотой дискретизации.
Частота дискретизации – количество измерений уровня сигнала в единицу времени.
Количество уровней громкости определяет глубину кодирования . Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. При этом количество уровней громкости равно N = 2^16 = 65536.
Архитектурой компьютера считается его представление на некотором общем уровне, включающее описание пользовательских возможностей программирования, системы команд, системы адресации, организации памяти и т. д. Архитектура определяет принципы действия, информационные связи и взаимное соединение основных логических узлов компьютера: процессора, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ, ОП), внешних ЗУ и периферийных устройств. Общность архитектуры разных компьютеров обеспечивает их совместимость с точки зрения пользователя.
Структура компьютера — это совокупность его функциональных элементов и связей между ними. Элементами могут быть самые различные устройства — от основных логических узлов компьютера до простейших схем. Структура компьютера графически представляется в виде структурных схем, с помощью которых можно дать описание компьютера на любом уровне детализации
Принципы (архитектура) фон Неймана
В основу построения большинства компьютеров положены следующие общие принципы, сформулированные в 1945 г. американским ученым Джоном фон Нейманом.
1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
Выборка программы из памяти осуществляется с помощью счетчика команд. Этот регистр процессора последовательно увеличивает хранимый в нем адрес очередной команды на длину команды. Так как команды программы расположены в памяти друг за другом, то тем самым организуется выборка цепочки команд из последовательно расположенных ячеек памяти.
Если после выполнения команды следует перейти не к следующей, а к какой-то другой, используются команды условного или безусловного переходов (ветвления), которые заносят в счетчик командномер ячейки памяти, содержащей следующую команду. Выборка команд из памяти прекращается после достижения и выполнения команды «стоп».
Таким образом, процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.
2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм). Более того, команды одной программы мо- -гут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции — перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.
3. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из перенумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к запомненным в них значениям можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе
выполнения программ с использованием присвоенных имен.
Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских. Существуют и другие классы компьютеров, принципиально отличающиеся от фон-неймановских. Здесь, например, может не выполняться принцип программного управления, т. е. они могут работать без счетчика (регистра адреса) команд, указывающего на выполняемую команду программы. Для обращения к какой-либо переменной, хранящейся в памяти, этим компьютерам не обязательно давать ей имя. Такие компьютеры называются не-фон-неймановскими.
Логические узлы (агрегаты) ЭВМ, простейшие типы архитектур
Центральное устройство. ЦУ представляет основную компоненту ЭВМ и, в свою очередь, включает ЦП — центральный процессор (central processing unit - CPU) и ОП - оперативную (главную) память (main storage, core storage, random access memory - RAM).
Процессор непосредственно реализует операции обработки информации и управления вычислительным процессом, осуществляя выборку машинных команд и данных из оперативной памяти и запись в ОП, включение и отключение ВУ. Основными блоками процессора являются:
устройство управления (УУ) с интерфейсом процессора (системой сопряжения и связи процессора с другими узлами ма-' шины);
Оперативная память предназначена для временного хранения данных и программ в процессе выполнения вычислительных и логических операций.
ЦУ описывается следующими характеристиками:
Внешние устройства (ВУ). ВУ обеспечивают эффективное взаимодействие компьютера с окружающей средой — пользователями, объектами управления, другими машинами. ВУ разделяются на следующие группы:интерактивные устройства (ввода/вывода); устройства хранения (массовые накопители); устройства массового ввода информации, устройства массового вывода информации.
В специализированных управляющих ЭВМ (технологические процессы, связь, ракеты и пр.) внешними устройствами ввода являются датчики (температуры, давления, расстояния и пр.), вывода — манипуляторы (гидро-, пневмо-, сервоприводы рулей, вентилей и др.).
В универсальных ЭВМ (человеко-машинная обработка информации) в качестве ВУ выступают терминалы, принтеры и др. устройства.
Каналы связи (внутримашинный интерфейс) служат для сопряжения центральных узлов машины с ее внешними устройствами.
Однотипные ЦУ и устройства хранения данных могут использоваться в различных типах машин. Известны примеры того, как фирмы, начавшие свою деятельность с производства управляющих машин, совершенствуя свою продукцию, перешли к выпуску систем, которые в зависимости от конфигурации ВУ могут исполнять как роль универсальных, так и управляющих машин (Hewlett-Packard и Digital Equipment Corporation).
Если абстрагироваться от подробностей, то основные классические типы архитектур можно определить как следующие: «звезда», иерархическая, магистральная Архитектура «звезда». Здесь ЦУ (рис. 2.1, а) соединено непосредственно с ВУ и управляет их работой (ранние модели машин).
Классическая архитектура (фон Неймана) - одно арифметико-логическое устройство (АЛУ), через которое проходит поток данных, и одно устройство управления (УУ), через которое проходит поток команд — программа (рис. 2.2). Это однопроцессорный компьютер.
Вычислительная машина включает пять базовых компонент и состоит из следующих типов устройств:
Иерархическая архитектура — ЦУ соединено с периферийными процессорами (вспомогательными процессорами, каналами и пр.), управляющими в свою очередь контроллерами, к которым подключены группы ВУ (системы IBM 360—375);
Магистральная структура (общая шина - unibas) — процессор (процессоры) и блоки памяти (ОП) взаимодействуют между собой и с ВУ (контроллерами ВУ) через внутренний канал, общий для всех устройств (машины DEC, ПЭВМ IBM PC-совместимые).
К этому типу архитектуры относится также архитектура персонального компьютера: функциональные блоки здесь связаны между собой общей шиной, называемой также системной магистралью.
Физически магистраль представляет собой многопроводную линию с гнездами для подключения электронных схем. Совокупность проводов магистрали разделяется на отдельные группы: шину адреса, шину данных и шину управления.
Периферийные устройства (принтер и др.) подключаются к аппаратуре компьютера через специальные контроллеры — устройства управления периферийными устройствами.
Контроллер — устройство, которое связывает периферийное оборудование или каналы связи с центральным процессором, освобождая процессор от непосредственного управления функционированием данного оборудования.
После изучения дисциплины «Экономическая информатика» студент выполняет зачетную работу. Зачетная работа выполняется в форме теста. Каждый вопрос имеет один правильный вариант ответа.
1. Какое из определений информатики является, на ваш взгляд, более правильным?
а) информатика – это наука об общих принципах управления;
б) информатика – это наука о способах сбора, хранения, преобразования и передачи информации;
в) информатика – это раздел вычислительной техники, связанный с разработкой программного обеспечения для ЭВМ;
г) информатика – это раздел математики, связанный с разработкой алгоритмов вычислений с применением ЭВМ.
2. Выберите наиболее правильное определение понятия «информационные ресурсы»:
а) данные, хранящиеся в компьютерной базе данных или на локальном диске ЭВМ;
б) документы и массивы документов, хранящиеся в информационных системах (библиотеках, архивах, банках данных);
в) документы и массивы данных, которые можно найти в глобальной сети Интернет;
г) программы, документы и данные, представленные в электронном виде и хранящиеся в компьютерных банках данных.
3. Мультимедиа – это:
а) аппаратные и программные средства, отвечающие за звук;
б) аппаратные и программные средства, отвечающие за звук и цвет;
в) аппаратные и программные средства, отвечающие за звук и графику;
г) аппаратные и программные средства, отвечающие за графику.
4. Оперативная память теряет все данные при выключении компьютера:
в) может потерять, а может и нет;
г) зависит от настроек операционной системы.
5. Быстродействие компьютера наиболее существенно зависит от:
а) объема жесткого диска;
б) тактовой частоты процессора;
в) параметров монитора;
г) операционной системы, установленной на компьютере.
6. В каком виде представлена информация в компьютере, которой оперирует центральный процессор ЭВМ?
а) вид представления данных зависит от выполняемого приложения;
б) центральный процессор может оперировать данными, представленными в текстовом и числовом форматах;
в) процессор работает только с информацией, представленной в виде символов ASCII;
г) процессор оперирует только двоичными числами.
7. Последовательность символов 00000010 является:
а) записью числа 10 в десятичной системе счисления;
б) записью числа 2 в двоичной системе счисления;
в) кодом некоторой операции процессора;
г) для ответа на вопрос необходима дополнительная информация.
8. С какой целью выполняется форматирование дискет?
а) чтобы стереть ненужную информацию;
б) для устранения дефектов, возникших на магнитной поверхности носителя;
в) для создания специальной структуры служебных записей на магнитной поверхности носителя информации;
г) для удаления программ, зараженных компьютерным вирусом.
9. От объема оперативной памяти компьютера, работающего под управлением операционной системы Windows, зависит:
а) быстродействие жесткого диска;
б) быстродействие процессора;
в)быстродействие операционной системы;
г) возможность быстрого выполнения больших по объему программ.
10. Внезапное (аварийное) выключение компьютера приводит к:
а) потере информации на жестком диске;
б) частичной потере информации, которая была в памяти до включения компьютера;
в) потере информации, не сохраненной на жестком диске;
г) потере информации, не сохраненной в оперативной памяти.
11. К какому уровню программного обеспечения относится драйвер принтера?
г) к специальному.
12. Какое из перечисленных устройств можно использовать только для вывода информации из компьютера?
г) сетевая карта.
13. Может ли прикладная программа обрабатывать данные, объем которых превышает размер оперативной памяти компьютера?
в) зависит от типа операционной системы;
г) правильного ответа нет.
14. Файлы, находящиеся в одной папке, обязательно расположены рядом друг с другом на жестком диске:
в) зависит от типа операционной системы;
г) правильного ответа нет.
15. В какой-то прикладной программе вы создали документ и еще ни разу не сохраняли его на жестком диске. Будет ли в этом случае различие при применении команд Сохранить и Сохранить как…?
а) зависит от настроек операционной системы;
16. Какое из приложений операционной системы Windows не может создавать файлы пользователя?
17. Найдите в списке то, что не относится к свойствам файла:
18. Выполнение какой команды в любой прикладной программе приводит к изменению содержимого Буфера обмена Windows?
19. На компьютере запущены две прикладные программы. Распределение какого ресурса компьютера между этими программами находится в данный момент под контролем операционной системы?
а) свободное место на жестком диске;
б) место на экране для окон этих программ;
в) время доступа для вывода информации на экран;
г) правильного ответа нет.
20. Какую роль в операционной системе Windows играет имя файла?
а) служит для записи файлов на жестком диске;
б) обеспечивает доступ к файлу;
в) указывает операционной системе, в каком месте жесткого диска надо сохранять данный файл;
г) указывает операционной системе, в каком формате надо сохранять файл на жестком диске.
21. Какой параметр монитора имеет наибольшее влияние на комфортность при длительной работе на компьютере?
а) частота строчной развертки;
б) частота обновления изображения на экране;
в) число цветов, отображаемых монитором;
г) величина геометрических искажений изображения на краях экрана.
22. Можно ли выполнить любую команду в текстовом редакторе Word, если из окна программы удалены панели инструментов?
в) некоторые команды можно выполнить, а некоторые нельзя;
г) правильного ответа нет.
23. Рисунок, который надо вставить в документ Word, находится в буфере обмена. С какого действия надо начать выполнение этой операции?
а) выполнить команду Вставка – Рисунок;
б) установить курсор в то место документа, куда надо вставить рисунок;
в) выполнить команду Копировать;
г) выделить строку, после которой надо вставить рисунок.
24. Может ли документ программы Word, сохраненный в одном файле, иметь часть страниц отформатированных в «книжной» ориентации, а часть – в «альбомной»?
в) зависит от настроек программы Word;
г) зависит от размера документа.
25. Чтобы вставить строку в текстовом редакторе нужно нажать на:
б) стрелку вверх;
в) клавишу ENTER;
г) клавишу INSERT.
26. Можно ли в документ программы Word включить документ, сохраненный в другом файле?
а) зависит от настроек программ программы Word;
г) правильного ответа нет.
27. Для построения графика (диаграммы) по данным, находящимся в таблице на рабочем листе Excel, необходимо:
а) выполнить команду Вставка – Объект …;
б) выделить таблицу с исходными данными и запустить Мастер диаграмм;
в) выполнить команду Данные – Форма и запустить Мастер диаграмм;
г) выполнить команду Данные – Таблица Подстановки и запустить Мастер диаграмм.
28. Дан фрагмент рабочего листа Excel. Какой вид примет формула, содержащаяся в ячейке В2, если ее скопировать в ячейку А3?
Работа с информацией
Главные остановочные пункты в жизненном цикле информации следующие:
- восприятие и сбор;
- хранение;
- передача;
- воспроизведение или отображение.
Во время длительного хранения или передачи данные могут искажаться или теряться. Значительные ошибки нарушают или полностью изменяют суть информации, следовательно, их нужно любой ценой избежать.
Для облегчения манипуляций с данными была придумана кодировка. Суть процесса кодирования в том, что информация по строго определенным правилам переводится в другую форму, над ней осуществляется некая операция, а затем происходит обратное преобразование.
Одна из первых удачных попыток кодирования – световые сигналы. Мигание источников света – удобный способ передачи информации на большие расстояния. С развитием техники люди придумали еще множество способов шифровать данные: электрические сигналы, радиоволны.
Кодирование обеспечивает большую сохранность и защищенность данных, позволяет увеличить скорость передачи информации и облегчить ее обработку.
Таким образом, информационный цикл приобретает следующий вид:
- сбор;
- кодирование;
- хранение;
- передача;
- декодирование;
- воспроизведение.
В процессе жизненного цикла данные могут неоднократно подвергаться кодированию и декодированию с использованием разных кодовых систем. Это необходимо для приведения информации в более удобное состояние для осуществления конкретной операции.
Материальная основа информации
Производить какие-либо реальные манипуляции можно только над материальными объектами, имеющими определенные характеристики, которые можно зафиксировать и измерить. Представление информации в ЭВМ базируется на электрических сигналах.
Работающие с данными узлы машины представлены огромным количеством крошечных элементов, которые в любой момент времени пребывают в одном из двух состояний: включенном или выключенном. Конкретная технология реализации может отличаться для разных ЭВМ и даже для разных блоков одной машины. Выключенное состояние обозначается нулем – отсутствие сигнала, включенное – единицей.
Количество информации, получаемое от одного структурного элемента, – один бит. Слово «бит» образовано от выражения binary digit (двоичная цифра). 1 бит – минимальная единица информации. Вся информация в компьютерах представлена последовательностью битов – нулей и единиц. Поразительно, какое огромное многообразие данных может быть зашифровано таким простым способом!
Представление информации в ЭВМ в виде отдельных точечных значений называется дискретным. По сравнению с аналоговым, оно проще реализуется и позволяет легче оперировать большими объемами данных.
Информация
Информация – понятие глобальное, дать ее всеохватное определение затруднительно. До сих пор не существует единого общенаучного термина, каждая область знаний оперирует собственным представлением об информации. Для простоты можно определить ее как данные о состоянии окружающего мира во всех его проявлениях.
Информация имеет смысл лишь тогда, когда ее кто-нибудь воспринимает или использует. В отличие от энергии или массы, которые, как известно, не пропадают, а лишь трансформируются, информация вполне может исчезнуть.
Основная задача информатики – научиться собирать, хранить и передавать данные. Реализация этого – дело непростое. Информация бывает разная, и каждый ее вид требует к себе особого подхода.
Текстовая информация
Для представления текстовой информации в ЭВМ используются специальные таблицы, в которых каждому символу ставится в соответствие уникальный двоичный код.
В наиболее популярной кодировке ASCII (Американский стандарт кода для международного обмена) на один символ выделено 8 бит – 1 байт. Для кодовой единицы такого размера существует 256 уникальных комбинаций, следовательно, можно закодировать 256 разных текстовых символов. Помимо букв разных алфавитов, в таблице учитываются математические операторы, знаки препинания и прочие специальные элементы.
Конечно, 256 комбинаций – слишком мало для нашего мультикультурного мира. Некоторые языки сами по себе содержат больше букв. В таблицах Unicode увеличили размер базовой единицы кода, выделив под нее 2 байта (16 бит). Это позволило увеличить предел кодирования до 65536 элементов.
Двоичный код
Последовательность битов, представляющая некоторые данные, называется двоичным кодом. С его помощью может быть закодирована любая информация: числовая, символьная, графическая.
Правила, по которым данные преобразуются в машинный код, специфичны для каждого типа. Отдельные значения в них могут совпадать, поэтому декодирование всегда производится в зависимости от контекста.
Двоичное представление информации в ЭВМ имеет ряд преимуществ:
- удобство реализации: двухпозиционные элементы гораздо проще и надежнее трех- и более позиционных;
- помехоустойчивость: сигнал, в котором присутствуют только два возможных состояния гораздо проще для восприятия;
- простота вычислений: двоичная арифметика максимально проста.
Математическая основа представления информации в ЭВМ – система счисления с основанием 2. Она намного проще привычной нам десятичной системы, оперирует всего двумя цифрами – нулем и единицей – и определяет правила всех математических операций, производимых над двоичным кодом.
Растровая графика
Представление графической информации в ЭВМ называют матричным. Оно основано на разбиении изображения на ряды точек (пикселей). Для каждого пикселя информация о положении, цвете и яркости сохраняется отдельно.
В черно-белых изображениях для точки достаточно указать "степень серости" – одну из 256 градаций серого цвета. Для этого выделяется 1 байт (8 бит).
Цветные иллюстрации требуют больше данных. Чтобы закодировать информацию о цвете точки, его представляют в виде композиции трех базовых цветов: красного, зеленого и синего. Это модель Red-Green-Blue – RGB. Кодирование одной точки цветного изображения требует 24 разрядов – по одному байту (8 бит) для каждой составляющей.
Числовая информация
Существует три способа представления числовой информации в ЭВМ:
- число с фиксированной точкой;
- число с плавающей точкой;
- двоично-десятичное представление.
У чисел с фиксированной точкой, как следует из названия, место точки (запятой), отделяющей дробную часть строго определено и зафиксировано.
- Если точка находится после последней значащей цифры – число является целым.
- Расположение точки перед первой значащей цифрой соответствует правильной дроби (меньше единицы по модулю).
Для определения знака выделен самый первый разряд. У положительных чисел в нем расположен 0, у отрицательных – 1.
Главное преимущество такой формы представления – отсутствие погрешностей округления при вычислениях. Главный недостаток – ограниченный диапазон значений, зависящий от разрядной сетки конкретной ЭВМ.
Числа с плавающей точкой представлены сочетанием значений мантиссы и порядка. Такая форма записи называется полулогарифмической.
Точность вычислений для такого представления зависит от длины мантиссы: при округлении могут отсекаться лишние разряды.
И числа с фиксированной точкой, и мантисса, и порядок чисел с плавающей точкой представлены в двоичной системе.
Двоично-десятичное представление чисел обеспечивается специальными процессорами в составе ЭВМ. Число обрабатывается как десятичное, но каждая его цифра представляется двоичной тетрадой. Это позволяет сократить время обработки больших массивов десятичных чисел.
Звуковая информация
Способы представления в ЭВМ информации о звуках значительно сложнее. Они активно развиваются, но еще далеки от стандартизации. Существует два основных направления обработки звуковых сигналов:
- Частотные модуляции (FM) – это попытка разложить звук на последовательность простых правильных гармонических сигналов, параметры которых можно описать. Основная сложность в том, что звук по своей природе непрерывен, а преобразование аналогового сигнала в дискретный всегда сопровождается потерями данных.
- Таблично-волновой синтез предполагает использование сэмплов – образцов звуков. При этом кодируется тип музыкального инструмента, высота тона, интенсивность и длительность сигнала. Качество полученного звука получается выше, чем в предыдущем способе, так как используются реальные образцы.
Мир заполнен информацией самых разных видов. Чтобы с ней работать, человек придумал кодирование – перевод сложных данных в простую форму для удобства хранения, передачи и обработки. В ЭВМ представление информации осуществляется в виде бинарного кода – последовательности отдельных битов. Любые данные могут быть зашифрованы таким методом. Все операции над числами компьютер производит по правилам двоичной системы счисления.
1) Роберт Биссакар
2) Филипп-Малтус Хан
3) Блез Паскаль
4) Джон Неппер
5) Чарльз Беббидж
а) механический калькулятор
б) Паскалина
в) логарифмическая линейка
г) аналитическая машина
д) арифмометр
- Архитектура ПК – это:
- техническое описание деталей устройств компьютера;
- описание устройств для ввода-вывода информации;
- описание программного обеспечения для работы компьютера;
- описание устройств и принципов работы компьютера, достаточное для понимания пользователя.
- Принцип открытой архитектуры означает:
- что персональный компьютер сделан единым неразъемным устройством;
- что возможна легкая замена устаревших частей персонального компьютера;
- что новая деталь ПК будет совместима со всем тем оборудованием, которое использовалось ранее;
- что замена одной детали ведет к замене всех устройств компьютера.
- Установите соответствие:
1) ОЗУ
2) ПЗУ
3) ВЗУ
а) обеспечивает длительное хранение информации
б) при выключении ее содержимое теряется
в) читается только процессором
- Где находится BIOS?
- в оперативно-запоминающем устройстве (ОЗУ)
- на винчестере
- на CD-ROM
- в постоянно-запоминающем устройстве (ПЗУ)
- Аппаратное подключение периферийного устройства к магистрали производится через:
- регистр
- драйвер;
- контроллер;
- стример.
- Укажите характеристики лазерного принтера.
- Сканеры бывают:
- горизонтальные и вертикальные;
- внутренние и внешние;
- ручные, роликовые и планшетные;
- матричные, струйные и лазерные.
- Разъемы, в которые устанавливаются модули оперативной памяти, называются _________________________.
- Сформулируйте все достоинства и недостатки портативных компьютеров.
- Модульный принцип построения компьютера позволяет пользователю:
- самостоятельно комплектовать и модернизировать конфигурацию ПК;
- изучить формы хранения, передачи и обработки информации;
- понять систему кодирования информации;
- создать рисунки в графическом редакторе.
- Вентилятор-охладитель, устанавливаемый поверх кристалла процессора, называется ____________________________.
- Чем характерны и где применяются суперкомпьютеры?
- Охарактеризуйте носитель информации Blu-Ray и устройство, позволяющее его читать.
- В каком поколении машины начинают классифицировать на большие, сверхбольшие и мини-ЭВМ:
- в I поколении
- в II поколении
- в III поколении
- в IV поколении
- Первая советская электронно-вычислительная машина, появившаяся в 1950 году, называлась ________________________.
- Первым средством дальней связи принято считать:
- радиосвязь
- телефон
- телеграф
- почту
- компьютерные сети.
- Какая из последовательностей отражает истинную хронологию:
- почта, телеграф, телефон, телевидение, радио, компьютерные сети;
- почта, радио, телеграф, телефон, телевидение, компьютерные сети;
- почта, телевидение, радио, телеграф, телефон, компьютерные сети;
- почта, радио, телефон, телеграф, телевидение, компьютерные сети;
- Массовое производство персональных компьютеров началось.
- в 40-е годы
- в 80-е годы
- в 50-е годы
- в 90-е годы
- ЭВМ первого поколения:
- имели в качестве элементной базы электронные лампы; характеризовались малым быстродействием, низкой надежностью; программировались в машинных кодах
- имели в качестве элементной базы полупроводниковые элементы; программировались с использованием алгоритмических языков
- имели в качестве элементной базы интегральные схемы, отличались возможностью доступа с удаленных терминалов
- имели в качестве элементной базы большие интегральные схемы, микропроцессоры; отличались относительной дешевизной
- имели в качестве элементной базы сверхбольшие интегральные схемы, были способны моделировать человеческий интеллект.
- Элементной базой ЭВМ третьего поколения служили:
- электронные лампы
- полупроводниковые элементы
- интегральные схемы
- большие интегральные схемы
- сверхбольшие интегральные схемы.
- Название какого устройства необходимо вписать в пустой блок общей схемы компьютера?
- модем
- дисковод
- контроллер устройства вывода
- внутренняя память
- Не является носителем информации.
- Книга
- Глобус
- Ручка
- Видеопленка
- Поставьте в соответствие примерный информационный объем и емкость носителей информации:
- 1,4 Мбайт
- 700 Мбайт
- 200 Гбайт
- 8 Гбайт
- (1) дискета
- (2) лазерный диск CD
- (3) жесткий диск
- (4) флеш-память
- КОМПЬЮТЕР ЭТО -
- электронное вычислительное устройство для обработки чисел;
- устройство для хранения информации любого вида;
- многофункциональное электронное устройство для работы с информацией;
- устройство для обработки аналоговых сигналов.
- УКАЖИТЕ ВИДЫ ПРИНТЕРОВ:
- Настольные;
- Портативные;
- Карманные;
- Матричные;
- Лазерные;
- Струйные;
- Монохромные;
- Цветные;
- Черно-белые.
- УКАЖИТЕ УСТРОЙСТВА ВВОДА ИНФОРМАЦИИ:
- Модем;
- Принтер;
- Сканер;
- Джойстик;
- Клавиатура;
- Монитор;
- Системный блок;
- Процессор.
- УКАЖИТЕ ОСНОВНЫЕ ТОПОЛОГИИ ПОСТРОЕНИЯ ЛОКАЛЬНЫХ СЕТЕЙ:
- Концевая.
- Линейная.
- Табличная.
- Кольцевая.
- Звездообразная.
- Зигзагообразная.
- УКАЖИТЕ ОСНОВНЫЕ УСТРОЙСТВА КОМПЬЮТЕРА
- Мышь
- Клавиатура
- Системный блок
- Принтер
- Сканер
- Монитор
- Модем
- УСТАНОВИТЕ СООТВЕТСТВИЕ МЕЖДУ ПОКОЛЕНИЯМИ КОМПЬЮТЕРОВ И ЭЛЕМЕНТНЫМИ БАЗАМИ КАЖДОГО ПОКОЛЕНИЯ.
1. I поколение
A. Интегральные схемы
2. II поколение
B. БИС и СБИС
3. III поколение
C. Электронно-вакуумные лампы
4. IV поколение
D. Транзисторы
- Укажите запоминающие устройства, информация в которых сохраняется при выключении питания компьютера
- ОЗУ
- ПЗУ
- винчестер
- регистры процессора
- Какое устройство выполняет преобразование звука из цифрового представления в аналоговое
- акустические колонки
- динамик
- звуковая карта
- микрофон
- Какие из перечисленных устройств используются для ввода изображений в компьютер?
- цифровой фотоаппарат
- сканер
- плоттер
- принтер
- Устройство ввода предназначено для:
- передачи информации от человека компьютеру
- обработки данных, которые вводятся
- реализации алгоритмов обработки и передачи информации
- Продолжить ряд, выбрав недостающее устройство из списка: МОНИТОР, ПРИНТЕР:
- системный блок
- клавиатура
- наушники
- графический планшет
- фотокамера
- Какие основные узлы компьютера располагаются в системном блоке?
- монитор;
- дисковод;
- системная плата;
- манипулятор "мышь";
- блок питания.
- Постоянно запоминающее устройство служит для:
- хранения программ первоначальной загрузки компьютера и тестирования его основных узлов;
- хранения программ пользователя во время работы
- записи особо ценных прикладных программ
- хранения постоянно используемых программ
- постоянного хранения особо ценных документов
- Какие из перечисленных ниже устройств используются для ввода информации в компьютер?
А- джойстик;
Б- динамики;
В- клавиатура;
Г- мышь;
Д- плоттер;
Е- принтер;
Ж- сканер;
З- стример.
- Персональный компьютер не будет функционировать, если отключить:
- дисковод
- оперативную память
- мышь
- принтер
- Выберите устройство для обработки информации:
- лазерный диск
- процессор
- принтер
- сканер
- Во время выполнения прикладная программа хранится:
- в видеопамяти
- в процессоре
- в оперативной памяти
- на жестком диске
- в постоянной памяти
- Как называется устройство, выполняющее арифметические и логические операции и управляющее другими устройствами компьютера?
- контроллер
- клавиатура
- монитор
- процессор
- Выберите из нижеперечисленных набор устройств, из которых можно собрать компьютер:
- процессор, память, клавиатура
- процессор, память, дисплей, клавиатура, дисковод
- процессор, память, дисковод
- процессор, память, дисплей, дисковод
- Выберите из перечисленных периферийных устройств компьютера номера описанных устройств:
1 - устройство для подключения к Интернету через телефонную сеть;
2 - устройство для записи информации на магнитную ленту;
3 - устройство для вывода чертежа на бумагу;
4 - устройство для оцифровки изображений;
5 - устройство для копирования графической и текстовой информации
а - графопостроитель;
б - дигитайзер;
в - стример;
г - сканер;
д - модем
Выберите один из 4 вариантов ответа:
1) 1-а, 2-б, 3-в, 4-г, 5-д
2) 1-д, 2-в, 3-а, 4-б, 5-г
3) 1-в, 2-д, 3-а, 4-б, 5-г
4) 1-в, 2-б, 3-г, 4-д, 5-а
Векторная графика
Изображение может быть описано и по-другому. Для этого оно разбивается на элементарные фигуры – отрезки, дуги, круги. Каждая часть может быть описана с помощью математических формул. Так, круг представляется совокупностью координаты центра и радиуса окружности. Такой способ описания графики называется векторным.
Виды информации
На сегодняшний день люди научились работать с огромным разнообразием данных, отличающихся природой происхождения и структурой.
Самые востребованные виды информации:
- Графическая информация – это самый первый вид данных, которым человечество научилось манипулировать. Она доступна для восприятия и не требует особенных преобразований. Наскальные рисунки – древнейшее хранилище информации об окружающем мире. На смену им пришли живопись, фотография и технические чертежи.
- Числовая информация позволяет описать количественные характеристики объектов. Важность данных этого типа взлетела до небес при развитии торговли и денежного обмена. Чтобы успешно хранить и передавать числовую информацию, пришлось придумать специальные системы символов. Каждая культура считала деньги по-своему, так образовались разные системы счисления.
- Текстовая информация – это закодированная особыми символами человеческая речь. С изобретением письменности стало возможным передавать любые концепции на сколь угодно большое расстояние, а также передавать знания следующим поколениям. Для удобства манипуляций с текстовой информацией человечеству пришлось изобрести бумагу и книгопечатание.
- Звуковая информация долго не поддавалась человеку. Лишь в конце XIX века появились первые звукозаписывающие устройства, позволяющие воспринимать и сохранять данные.
- Видеоинформация – живая графика – покорилась человеку с изобретением кинематографического аппарата.
Все эти данные могут быть записаны, обработаны электронно-вычислительными машинами и переданы от человека к человеку. Они могут храниться без потерь на протяжении долгого времени. Существуют и другие разновидности информации, с которыми человечество еще не научилось работать, например, тактильная или вкусовая.
Деление данных на виды имеет для информатики большое значение. Формы представления информации в ЭВМ базируются на ее особенностях, а каждый вид данных имеет специфическую структуру. Так, символьная и графическая информация обрабатываются машиной по-разному.
Читайте также: