4. Подання даних в еом. Подання чисел та символів в еом. Подання графічної та звукової інформації в еом.

Подання числової інформації. Історично першим видом даних, з яким стали працювати комп'ютери, були числа. Перші ЕОМ використовувалися виключно для математичних розрахунків. Відповідно до принципів Джона фон Неймана, ЕОМ виконує розрахунки в двійковій системі числення. Питання про внутрішній (машинному) представлення чисел розглянемо трохи докладніше, ніж це робиться в підручниках.

Структурні одиниці пам'яті комп'ютера - біт, байт і машинне слово. Причому поняття біта і байта універсальні і не залежать від моделі комп'ютера, а розмір машинного слова залежить від типу процесора ЕОМ. Якщо машинне слово для даного комп'ютера дорівнює одному байту, то таку машину називають 8-розрядної (8 біт); якщо машинне слово складається з 2 байтів, то це 16-розрядний комп'ютер; 4-байтове слово у 32-розрядних ЕОМ. Обговорення питання про те, як представляються числа в пам'яті ЕОМ, будемо вести на прикладі 16-розрядної машини.

Числа в пам'яті ЕОМ зберігаються у двох форматах: в форматі з фіксованою точкою і у форматі з плаваючою точкою. Під точкою тут і надалі мається на увазі знак розділення цілої і дробової частини числа. Формат з фіксованою точкою використовується для зберігання в пам'яті цілих чисел. У цьому випадку число займає одне машинне слово пам'яті (16 біт). Щоб отримати внутрішнє представлення цілого позитивного числа N в формі з фіксованою точкою потрібно: 1) перевести число N в двійкову систему числення; 2) отриманий результат доповнити зліва незначущими нулями до 16 розрядів. Наприклад, N = 1607 ₁₀ = 11001000111 _2. Внутрішнє подання цього числа в машинному слові буде наступним:

0000

0110

0100

0111

У стислій шістнадцятковій формі цей код запишеться так: 0647.

Подання символьної інформації. В даний час одним з найбільш масових застосувань ЕОМ є робота з текстами. Терміни «текстова інформація» і «символьна інформація» використовуються як синоніми. В інформатиці під текстом розуміється будь-яка послідовність символів з певного алфавіту. Зовсім не обов'язково, щоб це був текст на одному з природних мов (російською, англійською та ін.) Це можуть бути математичні або хімічні формули, номери телефонів, числові таблиці та ін Будемо називати символьним алфавітом комп'ютера безліч символів, що використовуються на ЕОМ для зовнішнього подання текстів.

Перше завдання - познайомити учнів з символьним алфавітом комп'ютера. Вони повинні знати, що :

- Алфавіт комп'ютера включає в себе 256 символів;

- Кожен символ займає 1 байт пам'яті.

Ці властивості символьного алфавіту комп'ютера, в принципі, вже знайомі учням. Вивчаючи алфавітний підхід до вимірювання інформації, вони дізналися, що один символ з алфавіту потужністю 256 несе 8 біт, або 1 байт, інформації, тому що 256 в 2 ^8. Але оскільки всяка інформація представляється в пам'яті ЕОМ у двійковому вигляді, отже, кожен символ представляється 8-розрядним двійковим кодом. Існує 256 всіляких 8-розрядних комбінацій, складених з двох цифр «0» і «1» (в комбінаториці це називається числом розміщень з 2 по 8 і дорівнює 2 ^8): від 00000000 до 11111111. Зручність побайтово кодування символів очевидно, оскільки байт - найменша адресується частина пам'яті і, отже, процесор може звернутися до кожного символу окремо, виконуючи обробку тексту. З іншого боку, 256 символів - це цілком достатня кількість для подання найрізноманітнішої символьної інформації.

Далі слід ввести поняття про таблиці кодування. Таблиця кодування - це стандарт, який ставить у відповідність кожному символу алфавіту свій порядковий номер. Найменший номер - 0, найбільший - 255. Двійковий код символу - це його порядковий номер у двійковій системі числення. Таким чином, таблиця кодування встановлює зв'язок між зовнішнім символьним алфавітом комп'ютера і внутрішнім двійковим поданням.

Міжнародним стандартом для персональних комп'ютерів стала таблиця ASSII. На практиці можна зустрітися і з іншою таблицею - ЯКІ-8 (Код Обміну Інформацією), яка використовується в глобальних комп'ютерних мережах, на ЕОМ, що працюють під управлінням операційної системи Unix, а також на комп'ютерах типу PDP. Подання графічної інформація. Існують два підходи до вирішення проблеми подання зображення на комп'ютері: растровий і векторний. Суть обох підходів в декомпозиції, тобто розбитті зображення на частини, які легко описати.

Растровий підхід передбачає розбиття зображення на маленькі одноколірні елементи - відеопікселі, які, зливаючись, дають загальну картину. У такому випадку відеоінформація являє собою перерахування в певному порядку кольорів цих елементів. Векторний підхід розбиває всяке зображення на геометричні елементи: відрізки прямої, еліптичні дуги, фрагменти прямокутників, кіл, області однорідної зафарбовування і пр. При такому підході відеоінформація - це математичний опис перерахованих елементів у системі координат, пов'язаної з екраном дисплея. Векторне уявлення найбільше підходить для креслень, схем, штрихових малюнків.