Средства представления данных в компьютерах.

Память

Внутренняя память

Оперативная память RAM является энергозависимой

В оперативной памяти реализуемой в микросхемах dram каждая единица информации хранится в виде заряда конденсатора. В оперативной памяти реализованной на микросхеме SRAM ячейки представляют собой электронные микроэлементы (триггеры) в триггере хранится не заряд исходя из чего SRAM является более быстрой памятью.

Оперативная память в пк размещается на стандартных моделях называемых модулем.

Модули оперативной памяти вставляются в соответствующим разъемы на системной плате.

Основными характеристиками модулей оперативной памяти являются быстродействие и объем.

Постоянное запоминающее устройство- модуль ПЗУ это микросхема на которой реализована постоянная память.

Глава 2.

Средства представления данных в компьютерах.

2.1 Кодирование данных

Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам очень важно унифицировать (привести к единообразию) форму их представления.

Для этого используется прием кодирование, т.е. представление данных одного типа данными другого.

2.1.1 Понятие бита, байта

Своя система кодирования существует и в вычислительной технике, она называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0, 1.

Использование для представления данных в компьютере данных в компьютере двоичного кодирования обусловлено созданием надёжно работающих технических устройств, которые могут со сто процентной надежностью сохранять и распознавать не более 2 различных состояний:

Намагничен/не намагничен; отражает/не отражает.

Под словом бит могут подразумеваться 2 понятия:

- Единица измерения количества информации (сообщение уменьшающее неопределенность знаний в 2 раза несет 1 бит информации). Неопределенность знаний- это количество возможных результатов события.

- Бит- наименьшая частица памяти компьютера

Оба эти понятия связанны между собой следующим образом: в одном бите памяти хранится один бит информации. Одним битом могут быть выражены 2 понятия: 0/1; правда или ложь. Если количество Битов увеличить до двух то двумя битами можно выразить четыре различных понятия. Тремя битами можно закодировать восемь различных понятий. Общая формула для определения количества кодируемых понятий.

 

N=2^m

Группа из 8 разрядов называется байт он рассматривается как единое целое и используется для кодирования символов команд или операторов.

Каждый байт в оперативной памяти имеет свой адрес, следует отметить, что биты в байте нумеруются справа налево.

2.1.2 Единицы измерения данных

Кб= 1024 б.

Мб=1024 кб

2.1.3 Двоичное кодирование, как средство представления различных видов данных.

Задача: Переведите число 14 из десятичной системы исчисления в двоичную.

Ответ: 1110

Целые числа представляются в памяти компьютера в формате с фиксированной точкой. В этом случае каждому разряду ячейки памяти соответствует один и тот же разряд числа, а точка находится справа после младшего разряда, то есть в неразрядной сетке.

Для хранения целых чисел со знаком чаще всего отводится 16 бит, 2 байта или 32 бита (4 байта), причем старший разряд (самая левая ячейка) отводится под знак числа, а именно: если число положительное то в старший разряд записывается 0, а если отрицательное то 1.

Для представления отрицательных чисел используется. дополнительный код, дополнительным кодом отрицательного двоичного числа А в n разрядном представлении является число дополняющее его до 2' значения. Иначе дополнительным числом называется число, в сумме с исходным дающее 0.

Получить дополнительный код можно следующим образом - записать значение модуля числа в прямом коде, в N двоичных разрядах;

- Записать обратный код этого числа заменой во всех разрядах 0 на, и 1 на 0 (инвертирование)

К полученному числу (обратному коду) + единицу

Действительные вещественные числа, представленные в десятичной системе исчисления кодируются в двоичной системе следующим образом:

- Для кодирования целой части числа выполняются те же действия, что и при кодировании целых чисел;

- Для дробной части числа необходимо последовательно выполнять умножение исходного числа и получаемых дробных частей произведений на два до тех пор, пока не получится нулевая дробная часть или не будет достигнута требуемая точность вычислений;

Далее записываем полученные целые части произведения в прямой последовательности.

Действительные числа представляются в памяти компьютера в формате с плавающей точкой.

Этот формат базируется на экспоненциальной форме записи числа, а именно:

 

А=(-1)^3H • m • qⁿ

 

ЗН- знак числа

М- мантисса числа

Q-Основание числа

N- порядок числа

Для единообразия представления чисел в формате с плавающей точкой используется нормализованная форма при которой мантисса отвечает условию:

1/n < |М| <1

Такую форму представления числа называют форматом с плавающей точкой потому, что точка в записи мантиссы сдвигается на заданное порядком количество разрядов влево или вправо в зависимости от знака последнего.

Число обычной точности в формате с плавающей точкой занимает в памяти компьютера 32 бита а число двойной точности- 64 бита или 8 байт. При записи числа с плавающей точкой выделяются разряды под хранение знака мантиссы, самой мантиссы, а так де знака порядка и самого порядка. Диапазон изменения чисел определяется количеством разрядов, отведенных под хранения порядка числа, а точность определяется количеством разрядов отведенных под хранение мантиссы. Для чисел обычной точности под хранение порядка и его знака отводится восемь разрядов (1 байт), а под хранение мантиссы и ее знака 24 разряда (3 байта), а для чисел двойной точности- 11 и 53 соответственно

Вычисления с вещественными числами в компьютере выполняются приближённо.