КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Представление информации в компьютере
Основные элементы и классификация компьютеров Тема 2 Основные понятия информатики 2.1 Информация и этапы её преобразования 2.2 Основные элементы и классификация компьютеров 2.3 Представление информации в компьютере 2.4 Элементы программирования
2.1 Информация и этапы её преобразования Информация – это некоторый набор систематизированных сведений об определенной области окружающего мира. Информация в процессе своего существования проходит определенные этапы преобразования: - сбор первичных сведений; - организация хранения информации; - обработка информации с целью получения новых знаний; - представление информации в удобном для использования виде; - передача информации всем заинтересованным пользователям. В настоящее время основными инструментами реализации перечисленных этапов являются компьютеры и ряд дополнительных технических устройств. Использование компьютеров позволяет выделить следующих основных участников процесса преобразования информации: - комплекс технических средств (hardware); - набор программ для реализации необходимых действий (software); - сами обрабатываемые данные; - документы, регламентирующие процесс преобразования; - люди как основные потребители информации; Обрабатываемые данные разбиваются на следующие основные типы: - текстовые (документы, письма); - графические (изображения, схемы, видеофильмы); - числовые; - звуковые; Все они, как будет видно в дальнейшем, имеют свои особенности, связанные с представлением информации в понятном для компьютера виде и методами её обработки.
Для выполнения необходимых задач в составе компьютера обычно выделяют следующие функциональные элементы:
- основная (оперативная) память; - внешняя память; - процессор; - устройства ввода информации; - устройства вывода информации; - коммуникационные устройства. Все элементы имеют свои специфические характеристики, значения которых определяют вычислительные возможности компьютера и его стоимость. Весь парк компьютеров можно разбить на следующие основные группы: - персональные компьютеры (ПК); - профессиональные рабочие станции; - бизнес-компьютеры или мэйнфреймы; - суперкомпьютеры. Наиболее массовыми, естественно, являются персональные компьютеры. Персональные компьютеры появились на рынке средств вычислительной техники на рубеже 70-80-х годов и быстро завоевали популярность во всем мире. Они стали использоваться для решения задач в самых различных областях: в экономике, финансовом деле, в научных исследованиях, в проектировании, в управлении. Причинами такого широкого распространения ПК являются: - относительно невысокая стоимость; - высокая надежность, компактность и простота эксплуатации; - ориентация на самый широкий круг пользователей с разным уровнем подготовки; - возможность гибкого изменения набора технических средств; - наличие огромного количества разнообразных программных средств для самых разных областей. В настоящее время парк ПК во всем мире насчитывает сотни миллионов единиц и продолжает расти. Наиболее распространенным типом ПК (до 90% всего рынка) являются компьютеры, основанные на модели фирмы IBM. Машины данного семейства производятся многими фирмами по лицензии корпорации IBM. Большинство из них имеют небольшие отличия от базовой модели и поэтому называются IBM-совместимыми. Другим весьма популярным типом ПК являются компьютеры Maсintosh фирмы Apple. Они по своим показателям превосходят IBM-совместимые, но имеют большую стоимость. Наиболее известными производителями мощных рабочих станций являются следующие фирмы: Sun Microsystem; Silicon Graphics; Hewlett- Packard.
Компьютер может обрабатывать данные, которые представлены в специальном виде – только с помощью нулей и единиц. Каждый 0 или 1 называют битом. Один бит – это минимальная единица информации, описывающая только 2 возможных состояния. Восемь битов объединяются в байт: 00101011, 00000000, 11111111, 10101010. Байт – основная единица представления информации в компьютере. В итоге вся информация в компьютере представляется как набор огромного (сотни тысяч и миллионы) числа нулей и единиц, разбитых на отдельные байты. Такое представление информации называют цифровым или двоичным. Обработка двоичных данных выполняется с помощью специальных правил, определяемых так называемой двоичной арифметикой. В зависимости от решаемой задачи байт может содержать закодированное представление различных типов данных. Простейшим и исторически первым является кодирование целых чисел. Целые числа представляются в двоичном виде следующим образом:
Диапазон целых чисел, кодируемых одним байтом, определяется числом возможных комбинаций из восьми нулей и единиц. Это число равно 2 в степени 8, то есть 256. Если надо закодировать число больше 255, то два байта объединяются вместе и используется 16 битов. Это дает 2 в 16 степени, то есть 65 536 комбинаций. Еще большие целые числа можно представить с помощью 4 байтов или 32 битов. Для представления чисел со знаком один бит отводится под знак. Более сложное представление существует для вещественных (не целых) чисел, и обработка таких чисел значительно сложнее для компьютера. При обработке текстовой информации один байт может содержать код некоторого символа – буквы, цифры, знака пунктуации, знака действия и так далее. Каждому символу соответствует свой код в виде целого числа. Один байт как набор восьми битов позволяет закодировать 256 символов, что вполне достаточно для работы сразу с двумя обычными языками, например английским и русским. При этом все коды собираются в специальные таблицы, называемые кодировочными таблицами. С их помощью производится преобразование кода символа в его видимое представление на экране монитора.
Обработка графической информации требует своего способа кодирования. Любое изображение представляется в виде огромного числа отдельных точек. Обычная картинка на экране может содержать до миллиона таких точек. Простейшим изображением является черно-белое. В этом случае одна точка изображения может кодироваться одним битом, например 0 – черная точка, 1 – белая. Для запоминания изображения из 1 миллиона точек в этом случае потребуется около 100 000 байт. Цветное изображение требует большего числа байтов, причем, чем больше используется цветов, тем больше требуется байтов. При работе с 16-цветными изображениями одна точка требует 4 бита, то есть один байт содержит информацию о двух точках изображения. Работа с 256-цветными изображениями требует уже целого байта для одной точки и около 1 миллиона байт для всего изображения. Наиболее реалистичные изображения используют 2 байта на одну точку, что позволяет выводить 65536 цветовых оттенков. Все это говорит о том, что обработка графической информации для компьютера является гораздо более сложной задачей по сравнению с обработкой числовой и текстовой информации. Также весьма трудоемкой является обработка звуковой информации, которая тоже представляется в двоичном виде.
Дата добавления: 2014-01-07; Просмотров: 727; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |