Вопрос № 2.

Мы живем в материальном мире. Все, что нас окружает и чем мы сталкиваемся ежедневно, относится либо к физическим телам, либо к физическим полям. Согласно физике, все физические объекты находятся в непрерывном движении и изменения, которые сопровождаются обменом энергией и переходом ее из одной формы в другую.

Все виды энергообмена сопровождаются появлением сигналов, т.е все сигналы имеют в основе материальную энергетическую природу. При взаимодействии сигналов с физическими телами в последних возникают определенные изменения свойств – это явление называется регистрацией сигналов. Такие изменения можно наблюдать, измерять или фиксировать иными способами – при этом возникают и регистрируются новые сигналы, т.е образуются данные.

Данные – это зарезервированные сигналы.

Д

анные образуются в результате регистрации сигналов, которыми постоянно обмениваются объекты материального мира. В общем случае сигнал – это изменяющийся во времени физический процесс. Если регистрируемый параметр сигнала, например, амплитуда или частота электромагнитной волны, может принимать любые возможные значения из некоторого разрешенного диапазона, то такой сигнал называется непрерывным или аналоговым (см. рис. 1.1а). В случае, когда регистрируются лишь отдельные изолированные значения параметра сигнала, сигнал называется дискретным или цифровым (см. рис. 1.1б). Забегая вперед, отметим, что современные компьютеры в подавляющем большинстве случаев являются цифровыми, то есть непосредственно работают только с цифровыми (дискретными) сигналами. В природе, напротив, распространены непрерывные сигналы. Важной задачей, таким образом, является преобразование сигнала из одной формы в другую (аналого-цифровое и цифро-аналоговое преобразования).

Наименьшей единицей измерения данных является байт.

Поскольку одним байтом, как правило, кодируется один символ текстовой информации, то для текстовых документов размер в байтах соответствует лексическому объему в символах.

Системы счисления

Для пользователя современного ПК в практической работе необходимость перевода чисел из одной системы счисления в другую и осуществления арифметических действий над числами, записанными в отличной от десятичной системе счисления, возникает крайне редко. Для решения такого рода задач можно воспользоваться, например, стандартной программой Калькулятор Microsoft Windows. В инженерном режиме работы эта программа, помимо десятичной, позволяет работать в двоичной, восьмеричной и шестнадцатеричной системах счисления. Однако с точки зрения понимания основных принципов представления и обработки данных в ЭВМ простейшие навыки взаимного преобразования целых чисел между двоичной, восьмеричной, шестнадцатеричной и десятичной системами счисления все же необходимы.

Некоторые алгоритмы перевода целых чисел из одной системы счисления в другую

1. При переводе чисел из десятичной системы счисления в систему с основанием p > 1 исходное число делится нацело на p, после чего запоминается остаток от деления. Полученное частное вновь делится на p, остаток запоминается. Процедура продолжается до тех пор, пока частное не станет равным нулю. Остатки от деления, записанные в системе счисления с основанием p справа налево, образуют результат (см. примеры 1.1, 1.2).

2. При переводе чисел из системы счисления с основанием p в десятичную систему счисления необходимо пронумеровать разряды исходного числа справа налево, начиная с нулевого. Затем вычислить сумму произведений значений разрядов на основание системы счисления в степени, равной соответствующему номеру разряда (см. примеры 1.3, 1.4).

3. Перевод в двоичную систему восьмеричных и шестнадцатеричных чисел может быть произведен простой заменой каждой цифры исходного числа на соответствующее ей двоичное число (см. таблицу РТ.1.1, пример 1.5).

4. Для перевода двоичных чисел в восьмеричную (шестнадцатеричную) систему счисления необходимо разбить цифры исходного числа на группы по три (четыре) справа налево. При этом последняя группа может содержать меньше трех (четырех) цифр. Затем каждой группе цифр ставится в соответствие ее восьмеричный (шестнадцатеричный) эквивалент.

В вычислительной технике наиболее распространенной системой кодирования данных различного типа является двоичный код, основанный на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, по-английски – binary digit или сокращенно bit (бит). Одним битом могут быть закодированы два различных значения (0 или 1, да или нет, истина или ложь, черное или белое и т.д.). Легко понять, что, увеличивая на единицу количество бит, мы вдвое увеличиваем количество значений, которые могут быть закодированы двоичным кодом.