Представление данных в памяти
Вопросы к экзамену по дисциплине «Программирование».
Архитектура ПЭВМ. Функции процессора, памяти, внешних устройств. Виды памяти.
Архитектура ПЭВМ – это совокупность аппаратных и программных средств ПЭВМ, а также система взаимодействия их, обеспечивающая функционирование ПЭВМ. Основное отличие архитектуры IBM PC- ее открытость и модульность. Открытость означает возможность замены отдельных компонентов ПЭВМ их более совершенными версиями, а также возможность подключения новых устройств к ПЭВМ с целью расширения ее возможностей.
Все компоненты машины оформлены в виде законченных конструкций – модулей, имеющих стандартные размеры и стандартные средства соединения с ЭВМ, т.е. предусмотрена возможность быстрого подсоединения и отсоединения любого из них к ПЭВМ.
Функции процессора:
Формирование синхронизированных сигналов
Формирование исполнительных адресов для обращения к ОП
Организация обмена информацией между ОП и внеш.устройствами
Организация в многопрограммной работе.
- Информация, свойства, единицы измерения. Системы счисления.
Термин «информация» в переводе с латинского означает «разъяснение, изложение, набор сведений».
Свойства информации (с точки зрения бытового подхода к определению информации):
* релевантность - способность информации соответствовать нуждам (запросам) потребителя;
|
|
|
* полнота - свойство информации исчерпывающе (для данного потребителя) характеризовать отображаемый объект или процесс;
* своевременность - способность информации соответствовать нуждам потребителя в нужный момент времени;
* достоверность - свойство информации не иметь скрытых ошибок. Достоверная информация со временем может стать недостоверной, если устареет и перестанет отражать истинное положение дел;
* доступность - свойство информации, характеризующее возможность ее получения данным потребителем;
* защищенность - свойство, характеризующее невозможность несанкционированного использования или изменения информации;
* эргономичность - свойство, характеризующее удобство формы или объема информации с точки зрения данного потребителя.
1 бит -- минимальная единица измерения информации, при вероятностном подходе к измерению информации, принятом в теории информации, это количество информации, уменьшающее неопределенность знаний в 2 раза.
Связь между единицами измерения информации: 1 байт = 8 бит,
* 1 Кб (килобайт) = 1024 байт = 213 бит;
* 1 Мб (мегабайт) = 210 (1024) Кб = = 2го (1048576) байт = 223 бит;
* 1 Гб (гигабайт) = 210Мб = 220 Кб = 230 байт = 233 бит;
* 1 Тб (терабайт) = 210 Гб = 220Мб = 230 Кб = 240 байт = 243 бит.
|
|
|
Система счисления(далее СС) - совокупность приемов и правил для записи чисел цифровыми знаками. В зависимости от способов изображения чисел цифрами, системы счисления делятся на: непозиционные и позиционные.
Непозиционнойсистемой называется такая, в которой количественное значение каждой цифры не зависит от занимаемой ей позиции в изображении числа (римская система счисления).
Позиционнойсистемой счисления называется такая, в которой количественное значение каждой цифры зависит от её позиции в числе (арабская система счисления). Количество знаков или символов, используемых для изображения числа, называетсяоснованием системы счисления.
Существует множество позиционных систем счисления. Наиболее распространенные приведены в таблице:
| Основание | Система счисления | Знаки |
| 2 | Двоичная | 0,1 |
| 3 | Троичная | 0,1,2 |
| 4 | Четвертичная | 0,1,2,3 |
| 5 | Пятиричная | 0,1,2,3,4 |
| 8 | Восьмиричная | 0,1,2,3,4,5,6,7 |
| 10 | Десятичная | 0 – 9 |
| 12 | Двенадцатиричная | 0 – 9,А,В |
| 16 | Шестнадцатиричная | 0 – 9, A,B,C,D,E,F |
В информатике нашли применение двоичная, восьмеричная, десятичная и шестнадцатеричная.
Соответствие чисел в основных системах счисления. Таблица 1.1
|
|
|
| десятичная | Шестнадцатеричная | Восьмеричная | двоичная |
| 0 | 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 | 1 |
| 2 | 2 | 2 | 10 |
| 3 | 3 | 3 | 11 |
| 4 | 4 | 4 | 100 |
| 5 | 5 | 5 | 101 |
| 6 | 6 | 6 | 110 |
| 7 | 7 | 7 | 111 |
| 8 | 8 | 10 | 1000 |
| 9 | 9 | 11 | 1001 |
| 10 | A | 12 | 1010 |
| 11 | B | 13 | 1011 |
| 12 | C | 14 | 1100 |
| 13 | D | 15 | 1101 |
| 14 | E | 16 | 1110 |
| 15 | F | 17 | 1111 |
Представление данных в памяти
Числа в памяти ЭВМ хранятся в двух форматах: в формате с фиксированной точкой и в формате с плавающей точкой. Под точкой здесь и в дальнейшем подразумевается знак разделения целой и дробной части числа. Формат с фиксированной точкой используется для хранения в памяти целых чисел. В этом случае число занимает одно машинное слово памяти (16 бит). Чтобы получить внутренне представление целого положительного числа N в форме с фиксированной точкой нужно:
1) перевести число N в двоичную систему счисления;
2) полученный результат дополнить слева незначащими нулями до 16 разрядов.
Например, N = 160710 = 110010001112. Внутреннее представление этого числа в машинном слове будет следующим:
0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 0 0 1 1 1
В сжатой шестнадцатеричной форме этот код запишется так: 0647.
Выход двоичных знаков за границу ячейки памяти, отведенной под число, называется переполнением. Для вещественных чисел такая ситуация является аварийной. Процессор ее обнаруживает и прекращает работу (прерывание по переполнению). Однако при вычислениях с целыми числами переполнение не фиксируется как аварийная ситуации и прерывания не происходит.
|
|
|
Представление символьной информации. - алфавит компьютера включает в себя 256 символов;
- каждый символ занимает 1 байт памяти.
Существует 256 всевозможных 8-разрядных комбинаций, составленных из двух цифр «0» и «1» (в комбинаторике это называется числом размещений из 2 по 8 и равно 28): от 00000000 до 11111111. 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.
Таблица кодировки – это стандарт, ставящий в соответствие каждому символу алфавита свой порядковый номер. Наименьший номер – 0, наибольший –255. Двоичный код символа – это его порядковый номер в двоичной системе счисления. Таким образом, таблица кодировки устанавливает связь между внешним символьным алфавитом компьютера и внутренним двоичным представлением.
Представление графической информации. Существуют два подхода к решению проблемы представления изображения на компьютере: растровый и векторный. Суть обоих подходов в декомпозиции, т.е. разбиении изображения на части, которые легко описать.
Растровый подход предполагает разбиение изображения на маленькие одноцветные элементы – видеопиксели, которые сливаясь, дают общую картину. В таком случае видеоинформация представляет собой перечисление в определенном порядке цветов этих элементов. Векторный подход разбивает всякое изображение на геометрические элементы: отрезки прямой, эллиптические дуги, фрагменты прямоугольников, окружностей, области однородной закраски и пр. При таком подходе видеоинформация – это математическое описание перечисленных элементов в системе координат, связанной с экраном дисплея. Векторное представление более всего подходит для чертежей, схем, штриховых рисунков.
- Технология решения задачи с использованием компьютера.
Первый этап – постановка задачи. На этом этапе участвует человек, хорошо представляющий предметную область задачи. Он должен четко определить цель задачи, дать словесное описание содержания задачи и предложить подход к ее решению.
Второй этап – математическое или информационное моделирование. Цель этого этапа – создать такую математическую модель решаемой задачи, которая может быть реализована в компьютере.
Третий этап – алгоритмизация задачи. На основе математического описания необходимо разработать алгоритм решения.
Четвертый этап – программирование. Программой называется план действий, подлежащих выполнению некоторым исполнителем, в качестве которого может выступать компьютер. Составление программы обеспечивает возможность выполнения алгоритма и соответственно поставленной задачи исполнителем-компьютером.
Пятый этап – ввод программы и исходных данных в ЭВМ. Программа и исходные данные вводятся в ЭВМ с клавиатуры с помощью редактора текстов, и для постоянного хранения осуществляется их запись на гибкий или жесткий магнитный диск.
Шестой этап – тестирование и отладка программы. На этом этапе происходят исполнение алгоритма с помощью ЭВМ, поиск и исключение ошибок.
Дата добавления: 2020-01-07; просмотров: 148; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!