Лабораторная работа № 6

Тема: Архитектура компьютера. Хранение информации. Системы счисления.

Цель работы: Изучить системы счисления, используемые в компьютере. Получить практические навыки перевода чисел из одной системы счисления в другую.

Краткие сведения из теории

Компьютер может обрабатывать информацию, представленную только в числовом виде. Вся другая информация (звуки, изображения, показания приборов) должна быть преобразована в числовую форму, закодирована. Все буквы и цифры закодированы восьмизначным кодом. Например: буква А имеет код 00110111, а когда на устройство поступает этот код, на мониторе высвечивается буква А.

Единицей информации в компьютере является один бит, т.е. двоичный разряд, который принимает значение 0 или 1. Однако, компьютер редко работает с конкретными битами в отдельности. Поэтому, слегка упрощая, будем утверждать, что наименьшая единица информации, с которой работает компьютер – это совокупность из восьми битов, воспринимаемая компьютером как единое целое. Эта комбинация битов называется байтом. Байт можно трактовать иначе: как символ, как ячейку памяти, как единицу измерения оперативной и внешней памяти.

Каждый байт имеет свой номер, который называют адресом (нумерация с нуля). Биты в байте нумеруются справа-налево от 0 до 7. Биты с меньшими номерами называются младшими, с большими номерами - старшими. Минимальная адресуемая ячейка - байт.

Количество значений, которые могут быть записаны в байт равно 28=256 (количество значений равно 2 в степени количества разрядов).

Слово - 2 байта. В слове помещается 216=65536 значений.

Двойное слово - 4 байта 32 разряда 232=8589934592 значений.

В вычислительной технике используются различные системы счисления:

• Двоичная система (binary system)

• Шестнадцатеричная система (hexadecimal system)

• Десятичная система (decimal system)

• Восьмеричная система (octal system)

В таблице 1 представлены десятичные числа от 0 до 15 и их эквиваленты в двоичной системе счисления.

Таблица 1. Представление десятичных чисел в двоичном коде

10-й код	2-й код	10-й код	2-й код	10-й код	2-й код
0 1 2 3 4	0000 0001 0010 0011 0100	5 6 7 8 9	0101 0110 0111 1000 1001	10 11 12 13 14 15	1010 1011 1100 1101 1110 1111

Из таблицы видно, что для представления десятичных чисел от 0 до 15 требуется четырехразрядные двоичные коды. Для представления числа 16 необходимо добавить пятый разряд. Двоичные числа, представленные в таблице 1, характеризуют прямой код. Существуют и другие коды, с помощью которых упрощаются арифметические операции. К ним относятся обратный и дополнительный коды.

Двоичное число в обратном коде получается из числа в прямом коде путем инвертирования каждой цифры. Например, имеем прямой код числа 1101. Обратный код имеет вид 0010. Дополнительный код получают из обратного путем прибавления 1. Например, дополнительный код числа 1101 равен 0011.

Для представления символьных данных используется код ASCII (American Standard Code for Information Interchange — Американский стандартный код для обмена информацией), представленный на рисунке 2.

Основная таблица ASCII	Расширенная таблица ASCII (cp866)

Рисунок 2 - таблица ASCII кода

На каждый символ отводится 1 байт. Первые 128 кодов отведены под управляющие символы, большие и малые буквы английского алфавита, цифры, знаки препинания и специальные символы. Остальные коды отводятся для национального алфавита (для русских букв коды от 128 до 255). Для представления символов также используется код Unicode, в котором для кодировки каждого символа используется 2 байта. Коды 0-128 используются как ASCII-коды, далее идут коды национальных письменностей.

Пример: ASCII-код символа А (лат)= 65₁₀ =41₁₆= 01000001₂