5.Представление информации в памяти эвм. Представление текста, изображений и звука. Представление информации в эвм
Понятие информации является центральным в информатике. Информация вместе с веществом и энергией есть важнейшие сущности нашего мира. Информация – это не только сведения из книг, радио- или телепередач, это сведения, которые хранятся в структуре сложнейшей биологической молекулы, сведения, который мы "считываем" с картины в музее или "вдыхаем" в лесу с ароматом цветов и т.д. Очень важно установить способ представления той или иной информации. Только представив информацию в специальном виде, её можно передавать и обрабатывать с помощью компьютера. Для этого надо принять некоторые соглашения о соответствии значения информации её представлению.
В компьютерах используются физические устройства, которые способны находиться только в двух состояниях: "включено" и "выключено". Первое из состояний принято обозначать цифрой 1, а второе – цифрой 0. Таким образом, персональный компьютер устроен так, что он может "понимать" только две цифры: 0 и 1.
С помощью различных комбинаций 0 и 1 можно представить и числа, и тексты, и любую другую информацию. Представление чисел в виде комбинаций 0 и 1 называется двоичным представлением, а цифры 0 и 1 –двоичными цифрами. Система представления чисел двоичными цифрами называется двоичной системой счисления.
В общем случае позиционной системой счисления называется позиционное представление чисел, в котором последовательные цифровые разряды являются целыми степенями целого числа, называемогооснованием системы. Например, в десятичной системе счисления, основанием которой является число 10, каждый следующий старший разряд в 10 раз больше предыдущего.
Целое число М в позиционной системе счисления с основанием n записывается в виде M=ak ak-1…a1 a0 , где ak ak-1…a1 a0 – цифры из интервала от 0 до n-1. Развёрнутая форма записи целого числа имеет вид:
Например, в десятичном числе 19: a1=1 и a0=9. Десятичное число 19 будет иметь представление: 1*10+9=19.
Рассмотрим двоичные представления нескольких первых натуральных чисел:
Двоичное число |
Десятичное число |
0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 … |
0 1 2 ( 21) 3 4 (22) 5 6 7 8 (23) 9 … |
Как видно, роль "круглых" чисел в двоичной системе счисления играют степени 2 (так же как в десятичной системе "круглыми" являются степени 10).
С двоичными числами, так же, как и с десятичными можно производить обычные арифметические действия: сложение, умножение и т.д. Это совершенно естественно, так как термины "двоичные числа", "десятичные числа" содержат в себе маленький обман – числа-то, на самом деле, одни и те же, а меняется только способ их записи. Ведь безразлично, как считать общее количество пальцев на руках и ногах, пользуясь десятичными цифрами или двоичными. Главное, что результат будет одним и тем же, хотя запишется он по-разному:
10+10=20 – в десятичной записи; 1010+1010=10100 – в двоичной;
Итак, любые числа можно записать в виде комбинаций двух цифр: 0 и 1, способ этот ничем не хуже десятичного, разве что запись чисел выглядит длиннее.
В памяти компьютера числа, символы и любая другая информация представляется цепочками битов. Цепочку из восьми битов будем называть байтом. Всего можно представить 256 различных таких цепочек – это позволяет закодировать 256 различных символов, например большие и малые буквы латинского и русского алфавитов, цифры, знаки препинания и т.д. Более того, давно существуют специальные таблицы кодов, где каждому символу однозначно сопоставляется его код (см. Приложение А).
Количество или объём информации, хранящейся в ЭВМ, измеряется в битах или более крупных единицах:
1 байт = 8 битам
1 Кбайт (килобайт) = 1024 байтам
1 Мбайт (мегабайт) = 1024 Кбайтам
1 Гбайт (гигабайт) = 1024 Мбайтам.
Число 1024 имеет своим происхождением двоичную систему счисления: это десятая степень двойки.
http://www.fekon.h1.ru/index01.htm
http://fmf.gasu.ru/litra/lang/pascal/pascal/Chap2.htm