Лекция 2. Представление информации в компьютере.

План лекции:

Кодирование информации. Единицы измерения информации. Количественная мера: биты, байты, Килобайты и т.д., машинное слово. Статистический и семантический подходы к измерению информации. Представление символов в ЭВМ. Стандарты ASCII, ANSI, Unicode.

Системы счисления. Двоичные, десятичные и шестнадцатеричные числа. Переход от одной системы счисления к другой.

Краткий конспект лекции

Информация в ЭВМ кодируется (символ - цифровой код), обрабатывается (цифры переводятся в двоичную систему счисления и проводятся арифметические и логические операции), декодируется.

Расчеты ЭВМ проводит в двоичной системе счисления, цифры 0 и 1 соответствуют отсутствию, либо наличию заряда в элементе схемы.

Элементарная единица информации 1 бит - bit (binary digit - двоичная цифра).

Для обозначения расположения данных в памяти компьютера используется шестнадцатеричная система счисления (цифры от 0 до 9 и буквы A, B, C, D ,E, F).

Таблица единиц измерения информации:

Число бит, которые могут содержаться регистрами процессора и обрабатываться как отдельный модуль называется машинным словом. От размера слова зависит скорость обработки данных компьютером. В ПК используют 32 - 64 разрядные слова.

Магнитный диск для хранения данных разбит на сектора и дорожки. Размер сектора -512 байт.

Запись информации на магнитный диск происходит порциями. Наименьший размер порции записи - кластер.

Системы счисления классифицируются на позиционные и не позиционные.

В позиционных системах счисления цифра в каждой позиции (разряде) имеет свое значение «вес», зависящий от основания системы счисления.

В общем виде число в системе счисления с основанием m (А_nА_n-1 … А₁ А₀)_m можно записать как А_n*mⁿ+ А_n-1*m^n-1+ … + А₁*m¹+ А₀*m⁰.

Для перевода целого числа из десятичной системы счисления в двоичную находятся остатки от деления на 2 сначала самого числа, а затем частного. Процесс повторяется до получения частного, меньшего, чем 2. Целая часть числа в двоичной системе счисления записывается как последовательность остатков от последнего к первому.

Для перевода числа из двоичной системы счисления в десятичную цифры умножаются на 2 в степени, соответствующей разряду цифры.

Таблица соответствия чисел в системах счисления

Пусть 1 символ кодируется 8 битами, что соответствует 1 байту.

Возможное число комбинаций 0 и 1 в 8 позициях равно 2⁸=256.

В стандарте ASCII символ кодируется 8 битами. В первой половине таблицы кодов от 0 до 126 содержатся буквы латинского алфавита, арабские цифры, знаки арифметических операций, препинания и некоторые другие. Вторая половина таблицы - коды от127 до 255 содержат буквы национального алфавита и символы псевдографики. номер кодовой страницы, Россия - 866.

Стандарт ASCII используется в MS-DOS, в OC Windows используется стандарт ANSI, в котором символ также кодируется 8 битами и первая половина таблицы совпадает с ASCII. Вторая - содержат буквы национального алфавита. Номер кодовой страницы, России - 1251.

Стандарт UNICODE создан международной организацией по стандартизации (ISO) для обмена информацией через Интернет, в нем один символ кодируется 16 битами, что позволяет закодировать 2¹⁶=65536 различных символов. В UNICODE нет кодовых страниц.