Структурные единицы и форматы цифровых данных

Данными называют информацию, представленную в виде пригодном для ее автоматизированной обработки.

В цифровых устройствах данные представляются в двоично-кодированной форме. Основными структурными единицами данных являются: бит, поле, байт, слово.

Бит (сокращение от англ. binary digit – двоичная цифра) – это такое количество информации, которое может быть записано в одном разряде разрядной сетки, например 0 или 1.

Последовательность битов, имеющая определенный смысл, называется полем (поле кода операции, поле адреса и т.д.).

Поле, состоящее из 8 битов, называется байтом (от англ. byte – слог, часть). Байт в цифровой технике используется для представления и записи любого символа, а также является наименьшей адресуемой единицей для записи и хранения данных в запоминающих устройствах. На основе байтов строятся любые другие укрупненные единицы данных (слово – 2 байта, двойное слово – 4 байта, учетверенное слово – 8 байт, килобайт – байт, мегабайт – байт, гигабайт – байт, терабайт – байт).

Словом называется последовательность, состоящая из строго определенного числа байтов, принятого для данного цифрового устройства.

На основе принятой структуры разнообразные данные организуются в соответствии со следующими форматами:

а) числовые данные с фиксированной точкой делятся на беззнаковые (например, адреса памяти) и обычные числа со знаком. Каждый тип данных может быть представлен в четырех форматах: наименьшем (один байт), коротком (одно слово), среднем (двойное слово), длинном (учетверенное слово);

б) для числовых данных с плавающей точкой используется три формата: короткий (4 байта, из них мантисса со знаком 3 байта, порядок со знаком 1 байт), средний (8 байт, из них мантисса со знаком 53 бит, порядок со знаком 11 бит), длинный (10 байт, из них мантисса со знаком 65 бит, порядок со знаком 15 бит);

в) для представления двоично-десятичных данных применяется два формата: упакованный и неупакованный;

В упакованном формате в каждом байте размещаются две десятичные цифры. Для знака отводится старшая тетрада старшего байта (для положительных чисел – 1100, для отрицательных – 1101). Упакованный формат используется для выполнения арифметических операций.

В неупакованном формате десятичные цифры кодируются в соответствии с американским стандартным кодом обмена информацией ASCII. При этом в каждом байте (в младшей тетраде) размещается только одна десятичная цифра, а в старшей тетраде записывается 0011 (в соответствии с кодом ASCII). Для знака числа отводится старший байт (для положительных чисел – для отрицательных – ). Неупакованный формат используется для обмена двоично-десятичными данными между процессором и внешними устройствами;

г) для представления и обработки текстовой информации используются специальные информационные структуры переменного формата – строки. Строка представляет непрерывную последовательность битов, байтов, слов или двойных слов. Битовая строка может быть длиной до 1 Гбита, а длина остальных строк может достигать 4 Гбайт.

ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ЦИФРОВОЙ ТЕХНИКИ