Представление информации в компьютере
Поможем в ✍️ написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

При использовании в качестве носителя информации напряжений постоянного тока возможны две формы представления численного значения какой-либо переменной, например, X:

· в виде одного сигнала— напряжения постоянного тока, которое сравнимо с величиной X (аналогично ей),

Например, при Х=1845 единиц на вход вычислительного устройства можно подать напряжение 1,845 В, (масштаб представления 0,001 В/ед.) или 9.225 В (масштаб представления 0,005 В/ед.);

· в виде нескольких сигналов — нескольких напряжений постоянного тока, которые, например, сравнимы с числом единиц в X, числом десятков в X, числом сотен в X и т. д. 

Первая форма представления информации называется аналоговой или непрерывной (с помощью сходной величины — аналога). Величины, представленные в такой форме, могут принимать принципиально любые значения в каком-то диапазоне. Они могут быть сколь угодно близки друг к другу, малоразличимы, но все-таки, хотя бы в принципе, различимы. Количество значений, которые может принимать такая величина, бесконечно велико. Их бесконечно много даже в случае, когда величина изменяется в ограниченном диапазоне, например 0—2000 или 0—0,0001. Отсюда названия — непрерывная величина и непрерывная информация. Слово непрерывность отчетливо выделяет основное свойство таких величин — отсутствие разрывов промежутков между значениями, которые может принимать данная аналоговая величина.

Вторая форма представления информации называется цифровой или дискретной (с помощью набора напряжений, каждое из которых соответствует одной из цифр представляемой величины) - Такие величины, принимающие не все возможные, а лишь вполне определенные значения, называются дискретными (прерывистыми). В отличие от непрерывной величины количество значений дискретной величины всегда будет конечным.

Сравнивая непрерывную и дискретную формы представления информации, нетрудно заметить, что при использовании непрерывной формы создателю вычислительной машины потребуется меньшее число устройств (каждая величина представляется одним, а не несколькими сигналами), но эти устройства будут сложнее (они должны различать значительно большее число состояний сигнала). Кроме того, устройства для обработки непрерывных сигналов обладают более высокой «квалификацией» (они могут интегрировать сигнал, выполнять любое его функциональное преобразование и т. п.) и за счет этого, а также ряда других особенностей имеют высокое быстродействие (некоторые виды задач решаются во много раз быстрее, чем с помощью устройств с дискретным представлением информации).

 

Для автоматизации работы с данными, относящимися к различным типам, очень важно унифицировать их форму представления. Для этого используется кодирование, то есть выражение данных одного типа через данные другого типа.

Система кодирования в ВТ называется двоичным кодированием и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами (binary digit) или сокращенно bit (бит). Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1, черное или белое, истина или ложь и т. д.. Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных понятия:

00, 01, 10, 11

Тремя битами можно закодировать уже восемь различных значений:

000, 001, 010, 011, 100, 101, 110, 111

Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодирования, мы увеличиваем в два раза количество значений, которое может быть выражено в данной системе (формула Хартли):

i = log 2 N ;

N =2 i ,

где N – количество независимых кодируемых значений;

i – разрядность двоичного кодирования.

Целые числа кодируются достаточно просто – нужно взять число и делить его пополам до тех пор, пока в остатке не останется ноль или единица. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справ налево вместе с последним остатком и образуют двоичный аналог десятичного числа.

19:2=9(1)

9:2=4(1)

4:2=2(0)

2:2=1(0)

1

1910=100112

Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного кода (8 бит). 16 бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65535.

Для кодирования действительных чисел их предварительно преобразуют в нормализованную форму:

3.1415926=0,31415926*101

123456789=0,123456789*1010

Первая часть числа называется мантиссой, а вторая характеристикой.

Дата: 2019-12-10, просмотров: 217.