Обработка информации. Методы хранения и передачи информации

Представление информации в компьютере.

Хранение и передача информации осуществляются за счет преобразования информации в удобную форму в зависимости от условий, в которых находятся источник и потребитель информации. Передача информации может осуществляться напрямую, а также за счет усиления сигнала (рупор, локальная компьютерная сеть, письменная речь и т. д.) или же путем преобразования сигнала и передачи его на далекие расстояния (телефон, телеграф, радио, телевидение, глобальные компьютерные сети и т. д.).

Хранение информации осуществляется на долговременных носителях: камень, пергамент, кожа, бумага, магнитные носители, лазерные диски, серверы вычислительных сетей и т. п. При этом передача освобождается от гнета реального времени, становятся возможными даже сообщения человека самому себе (заметки на память). Таким образом за счет использования "инструмента" уменьшается нагрузка на человеческую память. В настоящее время основным средством хранения информации является персональный компьютер (ПК) и другие средства вычислительной техники.

Процедура хранения информации в ПК состоит в том, чтобы сформировать и поддерживать структуру хранения данных в памяти компьютера. Современные структуры хранения данных должны быть независимы от программ, использующих эти данные, и реализовывать принципы полноты и минимальной избыточности. Такие структуры получили название "базы данных". Процедуры создания структуры хранения (базы данных), актуализации, извлечения и удаления данных производятся при помощи специальных программ, называемых "системы управления базами данных".

Процедура актуализации данных позволяет изменить значения данных, записанных в базе, либо дополнить определенный раздел, группу данных. Устаревшие данные могут быть удалены с помощью соответствующей операции.

Процедура извлечения данных необходима для пересылки из базы данных необходимых сведений либо для преобразования, либо для отображения, либо для передачи по вычислительной сети.

Хранение и передача данных тесно связаны между собой, для выполнения этих процедур используют сетевые информационные технологии. Программы, предназначенные только для хранения и передачи данных, носят название "информационные хранилища" и представляют собой компьютеризированные архивы.

Источниками и носителями информации могут быть сигналы любой природы: речь, музыка, текст, показания приборов и т. д. Однако хранение, передача и переработка информации в ее естественном физическом виде большей частью неудобна, а иногда и просто невозможна. В таких случаях применяется кодирование.

Кодирование - это процесс установления взаимно однозначного соответствия элементам и словам одного алфавита элементов и слов другого алфавита.

Система кодирования – это способ представления (записи) чисел с помощью цифровых знаков.
Для записи чисел в конкретной системе кодирования (СК) используется некоторый конечный алфавит, состоящий из цифр. В ЭВМ применяются десятичная, двоичная, восьмиричная и шестнадцатеричная системы кодирования. Все они являются позиционными, т.е. каждая цифра в числе, стоящая на своей позиции имеет определенный вес.

1) Десятичная СК основана на представлении данных последовательностью десяти цифр 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Имеет основание 10.
196710=1*10 + 9* 10 + 7*10 + 6*10 = 1000 + 900 + 70 +6 = 196710.

2) Двоичная СК основана на представлении данных последовательностью всего двух цифр 0 и 1, называемых битами. Имеет основание 2
110112 = 1*2 + 1*2 + 0*2 + 1*2 + 1*2 = 16 + 8 + 4 + 2 + 1 =2710

3) Восьмиричная СК. восемь цифр 0, 1, 2, 3, 4,5, 6, 7. основания 8
3278 = 3*8 + 2*8 + 7*8 = 192 + 16 + 7 = 21510

4) Шестнадцатеричная СК основана на представлении данных последовательностью 10 цифр и 6 букв.
0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, А, В,С,D,Е, F
D716 = D*16 + 7*16 = 13*16 + 7*1 = 21510

Кодом называется правило, по которому сопоставляются различные алфавиты и слова.

Всю информацию, участвующую в электронном вычислительном процессе, можно разделить на обрабатываемую (данные) и управляющую (программы).

В схеме преобразования информации в данные (рис. 1) представлены проводимые над информацией и данными процессы, которые образуются после введения информации в компьютер. Также представлены процедуры и связи между ними, с помощью которых осуществляются эти процессы.

Процедура отображения - преобразование информации в вид, удобный для восприятия человеком.

Практически всегда основой кодирования чисел в современной ЭВМ является двоичная система счисления.

Системой счисления называется способ записи чисел при помощи ограниченного числа символов (цифр).

Позиционной системой счисления называется система счисления, при которой число, связанное с цифрой, зависит от места, которое она занимает.

Рис. 1. Схема преобразования информации в данные и действий над ними

Пример. Перевести в десятичную запись число (10000111)₂. Перевести в двоичную запись число 89. Сложить в двоичной записи эти два числа, результат перевести в десятичную запись.
Решение:
(10000111)₂ =1·2⁷ + 1·2² + 1·2¹ + 1·2⁰ = 128 + 4 + 2 + 1 = (135)10,
(89)₁₀ = 1·2⁶ + 1·2⁴ + 1·2³ + 1·2⁰ = (1011001)₂,

+ 1011001

11100000,

(11100000)₂ =128+64+32=(224)₁₀.

Представление информации в компьютере

Единицы измерения информации

Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация для обработки на компьютере должна быть преобразована в числовую форму. Например, чтобы перевести в числовую форму музыкальный звук, можно через небольшие промежутки времени измерять интенсивность звука на определенных частотах, представляя результаты каждого измерения в числовой форме.

С помощью программ для компьютера можно выполнить преобразования полученной информации, например, наложить друг на друга звуки различных источников. После этого результат можно преобразовать обратно в звуковую форму.

Аналогичным образом на компьютере можно обработать и текстовую информацию. При вводе в компьютер каждая буква кодируется определенным числом, а при выводе на внешние устройства для восприятия человеком по этим числам строится соответствующее изображение буквы.

Бит - единица информации, представляющая собой двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1.

Байт - восемь последовательных битов. В одном байте можно кодировать значение одного символа из 256 возможных (256 = 28). Более крупными единицами информации являются следующие: 1 Кбайт = 210 = 1024 байта; 1 Мбайт = 220 байт = 1024 Кбайта; 1 Гбайт = 230 байта и т. д. В них обычно измеряется емкость запоминающих устройств.

Компьютеры представляют собой средства обработки и хранения информации. Для того чтобы информация превратилась в данные, ее надо собрать, соответствующим образом подготовить и только после этого ввести в ЭВМ, представив в виде данных на машинных носителях. На этапах подготовки и ввода информации осуществляется процедура контроля - выявление и устранение ошибок. Обычно для контроля применяют совокупность ручных и машинных методов, направленных на обнаружение ошибок. Методы подразделяются на визуальный (перед вводом в компьютер человек просматривает информацию на наличие возможных ошибок), логический (информация по мере ввода в компьютер сравнивается с эталоном, правилами или ранее имевшейся информацией) и арифметический (проверка путем подсчета контрольных сумм, применяется в бухгалтерии). Ввод информации осуществляется ручным способом с клавиатуры или с помощью сканера и программ распознавания. Программы распознавания делятся на программы оптического распознавания, распознающие печатный текст, и интеллектуального - для распознавания рукописного текста.

Дата добавления: 2014-01-07