1.Арифметические основы эвм. Типы данных, представление, перевод чисел. Коды чисел – прямой обратный дополнительный

Любая информация представляется в ЭВМ в виде двоичных кодов (двоичных) слов фиксированной или переменной длины. Отдельные элементы двоичного кода, имеющие значение 0 или 1, называются разрядами или битами. 8 бит составляет байт.

В двоичной системе любое число может быть представлено последовательностью двоичных цифр:

x=am am-1…a1 a0 a-1 a-2.. где ai –либо 0 либо 1

Эта запись соответствует сумме степеней числа 2, взятых с указанными в ней коэффициентами:

x=am●2m + am-1●2m-1 + … + a0●20+ a-1●2-1+… Например: двоичное число (1010)2=1●23+0●22+1●21+0●20 = 1010

Для представления чисел со знаком в ЭВМ применяют прямой обратный и дополнительный коды. Код трактуется как число без знака, а диапазон представляемых кодами чисел без знака разбивается на два поддиапазона. Один из них представляет положительные числа, а другой – отрицательные. Разбиение выполняется таким образом, чтобы принадлежность к поддиапазону определялась максимально просто => значение старшего разряда указывает знак представляемых чисел.

Прямой код двоичного числа G, представляемого в n-разрядной сетке определяется так Gпр = {G при G>=0;

{A+|G| при G<=0; где A- величина равная весу старшего разряда сетки (для дробей) A=1, а для целых чисел A=2n-1)/ Диапазон представляемых прямым кодом чисел 0<=G<=A.

Обратный код двоичного числа G представляемого в n-разрядной сетке определяется как

Gобр = { G при G>=0;

{B-|G| при G<=0;где B- величина наибольшего числа без знака, размещающегося в n-разрядной сетке (для дробей B=2-2-(n-1)), а для целых B=2n-1. Диапазон представляемых обратным кодом чисел такой же, как и у прямых кодов 0<=|G|<=A.

Дополнительный код двоичного числа G представляемого в n-разрядной сетке определяется как

Gдоп={ G при G>=0

{ C-|G| при G<0, где C- величина равная весу разряда, следующего за старшим разрядом используемой разрядной сетки (для дробей C=2, для целых чисел C=2n). Диапазон представляемых доп. кодом чисел отличен от диапазонов в первых двух кодах. Для положительных и отрицательных чисел поддиапазоны. Для положительных чисел 0<=G<=A, а для отрицательных 0<=|G|<=A.

Из определения доп. кода следует, что старший (знаковый) разряд кода положительного числа =0, а для кода отрицательного числа 1.

2.Классификация структур данных, задачи обработки, массивы, списки

Структуры данных наряду с алгоритмами являются основными со­ставными частями создаваемых программ.

Используемые в программировании данные можно разделить на две большие группы:

Данные статической структуры — это такие данные, взаиморас­положение и взаимосвязи элементов которых всегда остаются постоян­ными.

Данные динамической структуры — это данные, внутреннее строе­ние которых формируется по какому-либо закону, но количество элемен­тов, их взаиморасположение и взаимосвязи могут динамически изме­няться во время выполнения программы согласно закону формирования.

Данные статической структуры могут быть простыми (скалярными) и составными (агрегативными), которые формируются из простых струк­тур по какому-либо закону.

Простым данным в языках программирования соответствуют стан­дартные (предопределенные) типы данных, к которым, как правило, от­носят арифметические (натуральный, целый, вещественный, комплекс­ный), символьный, булевский и указательный (ссылочный) типы. В BorlandPascal включены натуральные типы Byte, Word, целые типы Integer, Shortint, Longint, вещественные типы Real, Single, Double, Extended, Comp, булевские типы Boolean, ByteBool, WordBool, LongBool, символьный тип Char и указательный тип Pointer.

Вещественные типы BorlandPascal могут быть представлены как с фиксированной, так и с плавающей точкой. Стандартные типы для представления комплексных чисел в BorlandPascal отсутствуют.

Кроме того, некоторые языки программирования (первым таким языком был язык Pascal) позволяют программисту описывать собствен­ные скалярные типы путем перечисления всех допустимых для них зна­чений или указания поддиапазона значений другого скалярного типа. В BorlandPascal такие возможности поддерживаются в виде перечисляемых и интервальных типов соответственно.

Данные составной структуры бывают однородными, то есть такими, у которых все элементы одинакового типа, и неоднородными (комбиниро­ванными), которые объединяют в единое целое разнотипные элементы. К данным однородной структуры принадлежат массивы, строки и множест­ва, а к данным неоднородной (комбинированной) структуры — простые записи, вариантные записи, объединения и объекты.

Массивы можно классифицировать по двум разным признакам:

• по количеству размерностей массивы разделяются на одномерные массивы (векторы), двухмерные (матрицы) и многомерные (трех-, че­тырехмерные и так далее);

• по типу элементов массивы разделяются на массивы функций управления в дополнение к BIOS; коррекция ошибок, которые могут возникнуть в BIOS), IBMDOS.COM - логическая поддержка устройств ввода-вывода и обработка прерываний. Оба файла резидентные.

4.Командный процессор обрабатывает команды, вводимые пользователем. КП находится в дисковом файле COMMAND.COM. Файл полурезидентный, загружается в момент загрузки ОС. COMMAND.COM можно разделить на 3 части: 1.после прочтения BIO.COM, 2.используется временно при запуске системы, осуществляет поиск файла AUTOEXEC.BAT, 3.полурезедентная часть, допускает стирание и интерпретатор команд DOS. Функции: сервисные услуги пользователю.

5.Файлы сервиса (утилиты).Им передается управление для выполнения определенных операций, после завершения работы с утилитой управление передается к COMMAND.COM.

EXIT. Выполняет выход из интерпретатора команд MS-DOS (COMMAND.COM) и возвращает вас к программе, запустившей интерпретатор (если она существует).

FDISK. Конфигурирует жесткий диск. Fdisk выводит последовательность меню, облегчающих создание разделов диска.

FORMAT диск: [/V[:метка]] [/Q] [/U] [/F:размер][/B¦/S]. Форматирует диск для использования его MS-DOS. Команда FORMAT создает для диска новый корневой каталог и таблицу распределения файлов, проверяет плохие области на диске и удалять с диска все данные.

REM [строка]. Позволяет вам включать в командный файл или в файл CONFIG.SYS комментарии. Команду REM полезно использовать для временного запрещения команд. (В CONFIG.SYS вместо REM можно использовать точку с запятой.)

SYS [диск1:][маршрут] диск2:. Создает загружаемый диск, копируя на него скрытые системные файлы (IO.SYS и MSDOS.SYS) MS-DOS и интерпретатор команд (COMMAND.COM).

TREE [диск:][маршрут] [/F] [/A]. Графически показывает на экране структуру каталога.

UNDELETE [[диск:][маршрут]имя_файла] [/DT¦/DS¦/DOS]. Восстанавливает файлы, удаленные ранее по команде DEL. Команда UNDELETE предлагает три уровня защиты от непреднамеренного удаления однородных структур данных, массивы неоднородных структур данных и массивы файлов.

Что касается реализации неоднородных структур данных в BorlandPascal заметим следующее. Простые и вариантные записи в BorlandPascal поддерживаются отдельными синтаксическими конструкциями. Объекты по своей структуре аналогичны записям, но в отличие от них могут включать поля не только простых и составных типов, но и проце­дурных типов, что существенно повышает их мощность как структуры данных. В связи с этим объекты иногда выделяют на более высоком уровне классификации наряду с простыми и составными структурами данных.

К данным динамической структуры относят файлы, несвязанные и связанные динамические данные.

Заметим, что файлы в данной классификации, в отличие от клас­сификаций других авторов отнесены к динамическим структурам данных. Это сделано исходя из вышеприведенного определения. Хотя удаление и вставка элементов в середину файла не допускаются, зато длина файла в процессе работы программы может изменяться — увеличиваться или уменьшается до нуля. А это уже динамическое свойство файла как струк­туры данных.