Дисциплина: Информатика
Лабораторная работа № 1.1
Двоичная, восьмеричная и шестнадцатиричная системы исчисления. Перевод из одной системы исчисления в другую.
Количество часов на выполнение – 4 часа.
1. ОБОРУДОВАНИЕ:
Компьютер
Обучающие программы “ИнфоТ1.exe” и “Преобразование2_10_16.exe”.
Программа «Блокнот»
2. ЦЕЛЬ РАБОТЫ:
Научиться работать с двоичными, восьмеричными и шестнадцатиричными числами.
Изучить возможные способы представления отрицательных двоичных чисел и особенности их арифметики.
Изучить основы восьмеричной и шестнадцатиричной арифметики.
3. ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ
3.1. Информация и информатика.
Под информацией будем понимать отражение материального мира в форме знаков и сигналов: чертежей, фотографий, текстов и т.д. В широком смысле слова информация – это любые сигналы, которые могут восприниматься некоторым объектом.
Информатика – наука о законах и методах накопления, обработки и представления информации.
3.2. Основные сведения о представлении и преобразовании информации в компьютере.
Компьютер – универсальное средство обработки информации. Универсальность компьютера как средства обработки информации проявляется двояко: по отношению к информации и по отношению к методам обработки.
3.2.1. Универсальность компьютера по отношению к обрабатываемой информации.
Рис. 1.1. Примеры представления различных типов информации в виде двоичного кода
Эта универсальность связана с возможностью ее двоичного кодирования. Другими словами, с помощью компьютера можно обрабатывать все, что удается представить в виде последовательности нулей и единиц. Несмотря на такую «простоту» кода, в котором участвуют всего две цифры, с его помощью можно представить информацию различных типов – числовую, символьную, графическую и т. д. Некоторые способы кодирования показаны на рис. 1.1а – 1.1в.
Использование двоичного кода позволяет конструировать компьютер из большого количества однотипных элементов, каждый из которых имеет всего два устойчивых состояния. Одно из них соответствует цифре 0, другое – цифре 1.
3.2.2. Компьютер как универсальное средство обработки информации.
Универсальность компьютера по отношению к методам обработки информации. Эту универсальность можно пояснить, используя понятие исполнителя. В общем случае под исполнителем понимается устройство (например, компьютер), которое может формально выполнять определенный набор операций, не «вникая» в их смысл. В данном случае речь идет об операциях преобразования информации. В связи с двоичным кодированием информации ее преобразование компьютером, как исполнителем, в конечном счете, сводится к операциям с двоичными разрядами. Технически это значит, что компьютер должен по некоторым правилам изменять состояние тех устройств, которые «хранят» обрабатываемую информацию.
Реально компьютер воспринимает от пользователя не элементарные команды, а информацию о более «крупных» операциях (в виде сложения или вычитания чисел), а затем автоматически превращает ее в последовательность элементарных команд (это превращение опять же осуществляется специальной последовательностью элементарных команд). Такая технология замедляет обработку, но значительно облегчает «общение» пользователя с компьютером.
3 .3. Информация.
Информатика - наука о законах и методах накопления, обработки и представления информации. Информация становится для производства таким же необходимым ресурсом как станки, топливо, металл и т. д. Объемы информации, которые приходится перерабатывать обществу, возрастают. Отсюда необходимость в развитии средств связи и вычислительной техники для автоматизации труда работников информационных профессий.
Под информацией будем понимать отражение предметного мира в форме знаков и символов: чертежей, фотографий, текста и т.д. В широком смысле слова информация это любые сигналы, которые могут восприниматься некоторым объектом. Обмениваться информацией могут не только люди, но и животные, и механические устройства. Для передачи информации используются сигналы: звуковые, электрические, электромагнитные, механические, световые. Для представления информации используют языки: жестов и мимики, рисунков и чертежей, разговорные языки, язык математики, азбука Морзе, язык музыки, язык двоичных чисел и т.д.
О
собое
значение имеет алфавитный
способ представления информации
- предложения строятся из
определенного набора знаков:
буквы алфавита,
точка и тире в азбуке Морзе,
1 и 0 в двоичном числе,
цифры от 0 до 9 в десятичном числе.
При использовании алфавитного способа представления информации она всегда передается дискретным сигналом – последовательностью отдельных букв, цифр или знаков.
Дискретные сигналы надежнее передаются по каналам связи. Информацию, представленную алфавитным способом удобнее обрабатывать с применением вычислительной техники.
В природе носителем информации часто является непрерывный сигнал, например, музыка или фотография. Для автоматической обработки непрерывных сигналов применяют дискретизацию. В этом случае, например, непрерывный звуковой сигнал превращается в последовательность чисел. Через равные, очень маленькие промежутки времени измеряется звуковое давление. Передавая числовые значения звукового давления, получаем дискретный сигнал, который тем лучше, чем меньше промежутки времени между измерениями.