Особенности представления информации в пк
Числовая информация внутри ПК кодируется в двоичной или в двоично-десятичной системах счисления; при вводе и выводе любой информации используются специальные коды представления информации — коды ASCII, эти же коды применяются для кодирования буквенной и символьной информации и внутри ПК. Для удобства работы введены следующие термины для обозначения совокупностей двоичных разрядов (см. табл. 5.2). Эти термины обычно используются в качестве единиц измерения объемов информации, хранимой или обрабатываемой в компьютере.
Таблица 5.2. Двоичные совокупности
Количество двоичных разрядов в группе | Наименование единицы измерения |
1 (20) | Бит |
8 (23) | Байт |
16 (24) | Параграф |
1024 (210) | Кбайт (килобайт) |
10242 (220) | Мбайт (мегабайт) |
10243 (230) | Гбайт (гигабайт) |
10244 (240) | Тбайт (терабайт) |
10245 (250) | Пбайт (пентабайт) |
10246 (260) | Эбайт (эксабайт) |
10247 (270) | Збайт (зеттабайт) |
10248 (280) | Йбайт (йоттабайт) |
Последовательность нескольких битов или байтов часто называют полем данных. Биты в числе (в слове, в поле и т. п.) нумеруются справа налево, начиная с 0-го разряда. В ПК могут обрабатываться поля постоянной и переменной длины. Поля постоянной длины: слово — 2 байта; двойное слово — 4 байта; полуслово — 1 байт; расширенное слово — 8 байтов. Числа с фиксированной запятой чаще всего имеют формат слова и полуслова; числа с плавающей запятой — формат двойного и расширенного слова (математические сопроцессоры IBM PC могут работать с 10-байтными словами). Поля переменной длины могут иметь любой размер от 0 до 255 байтов, но обязательно равный целому числу байтов.
ПРИМЕр
Структурно запись двоичного числа –11000001(2), равного десятичному -193(10) в разрядной сетке ПК, выглядят следующим образом (рис. 5.1 и 5.2).
Разряд | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Число | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 |
| Знак |
Абсолютная величина числа |
Рис. 5.1. Число с фиксированной запятой формата слово со знаком
Разряд | 31 | 30 | 29 | 28 | 27 | 26 | 25 | 24 | 23 | 22 | 21 | 20 | 19 | 18 | 17 | 16 | 15 | 14 | 13 | 12 | 11 | 10 | 9 | 8 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
Число | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 1 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 1 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 | 0 |
| Знак |
Порядок |
Мантисса |
Рис. 5.2. Число с плавающей запятой формата двойное слово
Двоично-кодированные десятичные числа могут быть представлены в ПК полями переменной длины в так называемых упакованном (рис. 5.3) и распакованном форматах. В упакованном формате для каждой десятичной цифры отводится по 4 двоичных разряда (полбайта), при этом знак числа кодируется в крайнем правом полубайте числа (1100 — знак «+» и 1101 — знак «–»).
Цифра | Цифра | Цифра | Цифра | . . . . . . . | Цифра | Знак | |
| Байт |
Рис. 5.3. Структура поля упакованного формата
Здесь и далее: Цф — цифра, Знак — знак числа. Упакованный формат используется в ПК обычно при выполнении операций сложения и вычитания двоично-десятичных чисел.
В распакованном формате (рис.5.4) для каждой десятичной цифры выделяется по целому байту, при этом старшие полубайты (зона) каждого байта (кроме самого младшего) в ПК заполняются кодом 0011 (в соответствии с ASCII-кодом), а в младших (левых) полубайтах обычным образом кодируются десятичные цифры. Старший полубайт (зона) самого младшего (правого) байта используется для кодирования знака числа.
Зона | Цифра | Зона | Цифра | Зона | Цифра | . ... | Зона | Цифра | Цифра | Знак |
Рис. 5.4. Структура поля распакованного формата
Распакованный формат используется в ПК при вводе-выводе информации, а также при выполнении операций умножения и деления двоично-десятичных чисел.
Например, число –19310 = –0001100100112-10 в ПК будет представлено:
в упакованном формате:
-
0001
1001
0011
1101
в распакованном формате:
-
0011
0001
0011
1001
1101
0011
Код ASСII
ASCII - American Standard Code for Information Interchange — (американский стандартный код для обмена информацией) имеет основной стандарт и его расширение (рис. 5.5). Основной стандарт для кодирования символов использует шестнадцатеричные коды 00–7F, расширение стандарта — 80–FF.
Рис. 5.5. Таблица кодов ASCII12
Основной стандарт является международным и применяется для кодирования управляющих символов, цифр, знаков пунктуации, букв латинского алфавита и других символов; в расширении стандарта кодируются символы псевдографики и буквы национального алфавита (естественно, в разных странах разные). Пользоваться таблицей достаточно просто. Следует приписать шестнадцатеричную цифру номера строки справа к шестнадцатеричной цифре номера столбца. Так получится шестнадцатеричный код символа.
ПРИМЕЧАНИЕ
Любой символ, представленный в таблице на рис. 5.5, при работе в DOS может быть введен в ПК с клавиатуры набором его десятичного кода (соответствующего шестнадцатеричному ASCII-коду) на малой цифровой клавиатуре при нажатой клавише Alt.
Наряду с кодом ASCII используется унифицированный Unicode. Этот код основан на паре байтов — машинном слове. Шестнадцати битов хватает для отображения 65 535 знаков. Такого количества достаточно для всех существующих алфавитов (то есть алфавиты большинства стран мира размещаются в основном стандарте этого кода).
- Введение
- Раздел «Создание и эволюция эвм» Глава 1. Научные предпосылки создания эвм
- Управление и информация
- Информация и ее свойства
- Экономическая информация
- Три формы адекватности информации
- Меры информации
- Синтаксические меры информации
- Семантическая мера информации
- Прагматическая мера информации
- Показатели качества информации
- Репрезентативность
- Содержательность
- Достаточность
- Доступность
- Актуальность
- Своевременность
- Точность
- Достоверность
- Устойчивость
- Защищенность
- Полезность
- Информатика
- Наука информатика
- Информационные технологии
- Индустрия информатики
- Вопросы для самопроверки
- Глава 2. История создания вычислительной техники
- Механические счетные машины
- Электромеханические счетные машины
- Электронные вычислительные машины
- Вопросы для самопроверки
- Глава 3. Эволюция эвм
- Вопросы для самопроверки
- Глава 4. Основные классы вычислительных машин
- Большие компьютеры
- Серверы и рабочие станции
- Рабочие станции
- Серверы
- Малые компьютеры
- Микрокомпьютеры
- Персональные компьютеры
- Наколенные компьютеры
- Компьютеры-блокноты (ноутбуки)
- Нетбуки
- Планшетные компьютеры
- Райтеры
- Электронные книги Ридеры
- Карманные компьютеры
- Периферийные устройства кпк
- Коммуникаторы (смартфоны)
- Электронные секретари
- Электронные записные книжки
- Вычислительные системы
- Многомашинные и многопроцессорные вс
- Высокопараллельные многопроцессорные вычислительные системы
- Ассоциативные и потоковые вс
- Ассоциативные вычислительные системы
- Потоковые вычислительные системы
- Суперкомпьютеры
- Кластерные суперкомпьютеры
- Вопросы для самопроверки
- Раздел 2. «Информационно-логические основы построения эвм» Глава 5. Представление информации в эвм
- Представление чисел с фиксированной и плавающей запятой
- Алгебраическое представление двоичных чисел
- Прочие системы счисления
- Двоично-десятичная система счисления
- Шестнадцатеричная система счисления
- Выполнение арифметических операций в компьютере
- Особенности выполнения операций над числами с плавающей запятой
- Выполнение арифметических операций над числами, представленными в дополнительных кодах
- Особенности выполнения операций в обратных кодах
- Выполнение арифметических операций в шестнадцатеричной системе счисления
- Особенности представления информации в пк
- Вопросы для самопроверки
- Глава 6. Логические основы построения эвм
- Основы алгебры логики
- Логический синтез вычислительных схем
- Электронные технологии и элементы
- Полевые транзисторы
- Планарные микросхемы
- Электронные и логические схемы
- Триггер
- Регистр
- Дешифратор
- Логические операции, выполняемые в компьютере
- Or (или) — логическое сложение
- Xor (исключающее или)
- Not (не) — операция отрицания
- Вопросы для самопроверки
- Раздел 3 Архитектура персонального компьютера Глава 7. Основные блоки эвм и их назначение
- Структурная схема эвм
- Микропроцессор
- Системная шина
- Основная память
- Внешняя память
- Источник питания
- Внешние устройства
- Дополнительные интегральные микросхемы
- Элементы конструкции пк
- Функциональные характеристики эвм
- Производительность, быстродействие, тактовая частота
- Разрядность микропроцессора и кодовых шин интерфейса
- Типы системного и локальных и внешних интерфейсов
- Емкость оперативной памяти
- Виды накопителей на жестких магнитных дисках
- Тип и емкость накопителей на гибких магнитных дисках
- Наличие, виды и емкость кэш-памяти
- Аппаратная и программная совместимость с другими типами компьютеров
- Возможность работы в многозадачном режиме
- Надежность
- Глава 8. Микропроцессоры
- Микропроцессоры типа cisc
- Микропроцессоры Over Drive
- Микропроцессоры Pentium
- Микропроцессоры Pentium Pro
- Микропроцессоры Pentium mmx и Pentium II
- Микропроцессоры Pentium III
- Микропроцессоры Pentium 4
- Эффективные технологии в мп Intel
- Архитектура Intel Net Burst
- Многоядерные микропроцессоры
- Микропроцессоры линейки core
- Процессоры Core Penryn
- Микропроцессоры типа risc
- Микропроцессоры типа vliw
- Физическая и функциональная структура микропроцессора
- Устройство управления
- Арифметико-логическое устройство
- Микропроцессорная память
- Универсальные регистры
- Сегментные регистры
- Регистры смещений
- Регистр флагов
- Статусные флаги
- Управляющие флаги
- Интерфейсная часть мп
- Вопросы для самопроверки
- Глава 9. Системные платы и чипсеты
- Разновидности системных плат
- Чипсеты системных плат
- Чипсет i965 (Broadwater)
- Глава 10. Интерфейсная система пк
- Шины расширений
- Локальные шины
- Интерфейсы pci
- Интерфейс agp
- Периферийные шины
- Интерфейсы ide/ata
- Интерфейс scsi
- Интерфейс rs 232
- Интерфейс ieee 1284
- Универсальные последовательные интерфейсы
- Последовательная шина usb
- Стандарт ieee 1394
- Последовательный интерфейс sata
- Последовательный интерфейс sas
- Семейство последовательных интерфейсов pci Express
- Прикладные программные интерфейсы
- Беспроводные интерфейсы
- Интерфейсы IrDa
- Интерфейс Bluetooth
- Интерфейс wusb
- Семейство интерфейсов WiFi
- Семейство интерфейсов WiMax
- Интерфейс WiBro
- Прочие интерфейсы
- Вопросы для самопроверки
- Глава 11. Основная память пк
- Статическая и динамическая оперативная память
- Основная память
- Физическая структура основной памяти
- Оперативные запоминающие устройства
- Виды модулей оперативной памяти
- Типы оперативной памяти
- Постоянные запоминающие устройства
- Логическая структура основной памяти
- Вопросы для самопроверки
- Глава12. Внешние запоминающие устройства
- Размещение информации на дисках
- Адресация информации на диске
- Накопители на жестких магнитных дисках
- 0,85" Винчестеры Toshiba
- Дисковые массивы raid
- Накопители на гибких магнитных дисках
- Накопители на оптических дисках
- Неперезаписываемые оптические диски cd-rom
- Оптические диски с однократной записью
- Оптические диски с многократной записью
- Оптические универсальные диски dvd
- Маркировка скоростных характеристик cd и dvd
- Эффективные технологии хранения информации на cd и dvd
- Многослойный cd
- Millipede-диск
- Флуоресцентные оптические диски
- Особенности организации флуоресцентных дисков
- Прочие технологии
- Накопители на магнитооптических дисках
- Накопители на магнитной ленте
- Устройства флэш-памяти
- Твердотельные накопители на базе флэш-памяти
- Вопросы для самопроверки
- Глава 13. Видеотерминальные устройства
- Видеомониторы на элт
- Монохромные мониторы
- Цветные мониторы
- Виды развертки изображения на мониторе
- Цифровые и аналоговые мониторы
- Размер экрана монитора
- Вертикальная (кадровая) развертка
- Строчная развертка
- Разрешающая способность мониторов
- Частотная полоса пропускания
- Эргономичность электронно-лучевых мониторов
- Видеомониторы на плоских панелях
- Мониторы на жидкокристаллических индикаторах
- Tmos – мониторы
- Плазменные мониторы
- Электролюминесцентные мониторы
- Светоизлучающие мониторы
- Мониторы на основе «электронной бумаги»
- Стереомониторы
- Видеоконтроллеры
- Вопросы для самопроверки
- Глава 14. Внешние устройства пк
- Клавиатура
- Графический манипулятор мышь
- Принтеры
- Матричные принтеры
- Струйные принтеры
- Лазерные принтеры
- Термопринтеры
- Твердочернильные принтеры
- Сервисные устройства
- Сетевые принтеры
- С канеры
- Типы сканеров
- Форматы представления графической информации в пк
- Форматы растровой графики
- Д игитайзеры
- Основные характеристики дигитайзеров
- Плоттеры
- Типы плоттеров
- Вопросы для самопроверки
- Глава 15. Средства мультимедиа
- Системы речевого ввода и вывода информации
- Системы распознавания речи
- Системы, ориентированные на распознавание отдельных слов, команд и вопросов
- Системы распознавания предложений и связной речи
- Системы идентификации по образцу речи
- Механизм распознавания речи
- Системы синтеза речи
- Компьютерные средства обеспечения звуковых технологий
- Звуковые платы (карты)
- Компьютерные средства обеспечения видеотехнологий
- Вопросы для самопроверки
- Раздел 4. Компьютерные сети Глава 16. Основы построения компьютерных сетей
- Классификация и архитектура компьютерных сетей
- Виды компьютерных сетей
- Модель взаимодействия открытых систем
- Локальные вычислительные сети
- Виды локальных вычислительных сетей
- Одноранговые локальные сети
- Серверные локальные сети
- Корпоративные компьютерные сети
- Глобальная информационная сеть Интернет
- Протоколы, используемые в сети
- Программное обеспечение компьютерных сетей
- Информационное обеспечение сетей
- Вопросы для самопроверки
- Глава 17.Техническое обеспечение компьютерных сетей
- Серверы и рабочие станции
- Рабочие станции
- Серверы
- Маршрутизаторы и коммутирующие устройства
- Методы коммутации
- Коммутация сообщений
- Коммутация пакетов
- Методы маршрутизации
- Варианты адресации компьютеров в сети
- Методы маршрутизации, используемые в сетях
- Модемы и сетевые карты
- Модемы для аналоговых каналов связи
- Протоколы передачи данных
- Модемы для цифровых каналов связи
- Сетевые карты
- Линии и каналы связи
- Цифровые каналы связи
- Раздел 5. Программное управление Глава 18. Программное управление — основа автоматизации вычислительного процесса После изучения главы вы должны знать:
- Алгоритмы и языки программирования
- Состав машинных команд
- Пример программы на яск
- Программное обеспечение компьютера
- Системное программное обеспечение
- Операционные системы компьютеров
- Прикладное программное обеспечение
- Прикладные программы для офиса
- Корпоративные прикладные программы
- Режимы работы компьютеров
- Однопрограммный режим
- Многопрограммный режим
- Система прерываний программ в пк
- Адресация регистров и ячеек памяти в пк
- Относительная адресация
- Стековая адресация
- Вопросы для самопроверки
- Глава 19.Элементы программирования на языке Ассемблер
- Основные компоненты языка ассемблер Алфавит языка
- Константы (числа и строки) Только целые числа
- Строки (литералы)
- Команды (операторы)
- Директивы (псевдооператоры)
- Модификаторы
- Адресация регистров и ячеек памяти в Ассемблере
- Непосредственная адресация
- Прямая адресация регистров мпп
- Адресация ячеек оп
- Основные команды языка ассемблер
- Команды пересылки данных
- Арифметические команды
- Команды сложения, вычитания и сравнения
- Команды приращения
- Команды умножения
- Команды деления
- Логические команды
- Команды безусловной передачи управления
- Команды перехода к подпрограмме и выхода из подпрограммы
- Команда перехода к подпрограмме: call opr
- Команда выхода из подпрограммы
- Команды условной передачи управления
- Команды условной передачи управления для беззнаковых данных
- Команды условной передачи управления для знаковых данных
- Команды условной передачи управления для прочих проверок
- Команды управления циклами
- Команды прерывания
- Основные директивы ассемблера
- Директивы определения идентификаторов
- Директивы определения данных
- Директивы определения сегментов и процедур
- Директивы управления трансляцией
- Программирование процедур работы с устройствами ввода-вывода
- Программирование работы с дисплеем
- Видеооперации с прерыванием 21h dos
- Программирование работы с клавиатурой
- Некоторые аспекты создания исполняемых программ
- Процедуры формирования программы
- Структура программы на языке ассемблера для создания файла exe
- Программа вычисления квадратного корня
- Основные сведения о листинге программы
- Последовательность работы пк при выполнении программы
- Краткие сведения об отладчике программ debug
- Основные команды отладчика debug
- Вопросы для самопроверки
- Заключение. Перспективы развития информационных систем
- Литература