Организация данных оперативной памяти и на внешних носителях.

Существует множество систем представления данных. Наименьшей частицей представления данных явл-ся бит (двоичный разряд). В настоящее время в кач-ве таких форм используются группы из восьми битов, которые называются байтами. Во многих случаях целесообразно использовать не восьми разрядное кодирование, а 16-разрядное, 24-разрядное, 32-разрядное и 64-разрядное. Группа из 16 взаимосвязанных бит (2-х взаимосвязанных байтов) в инф-ке называется словом.

При хранении данных главное – сохранить данные в наиболее компактном виде и обеспечить к ним удобный и быстрый доступ. Поскольку адресные данные имеют размер и тоже подлежат хранению, хранить данные в виде мелких единиц, таких как байты, и в более крупных единицах, неудобно. В кач-ве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемый файлом. Файл – последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем. Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая в данном случае называется файловой структурой. В кач-ве вершины структуры служит имя носителя, на котором сохраняются файлы. Далее файлы группируются в каталоги (папки), внутри которых могут быть созданы вложенные каталоги (папки). Путь доступа к

файлу начинается с имени устройства и включает все имена каталогов (папок), через которые проходит.

Архитектура ПК, периферийное оборудование и его назначение.

Персональный компьютер – универсальная техническая система. Существует понятие базовой конфигурации, в виде которой компьютер обычно поставляется: системный блок, монитор, клавиатура, мышь.

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устр-ва, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устр-ва, находящиеся снаружи – внешние. Для корпуса важен форм-фактор, форма и мощность блока питания. От форм-фактора компьютера зависят требования к размещаемым устройствам. Он должен быть согласован с форм-фактором материнской платы.

Монитор – устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами явл-ся: тип, размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты.

Клавиатура – клавишное устр-во управления ПК. Служит для ввода алфавитно-цифровых(знаковых) данных, а также команд управления. Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от неё отклик. Клавиатура относится к стандартным средствам ПК.

Мышь – устр-во управления манипуляторного типа. Представляет собой плоскую коробочку с двумя-тремя кнопками. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта. На экране монитора. Мышь не явл-ся стандартным органом управления, и ПК не имеет для неё выделенного порта.

Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, называют периферийными. Они подключаются к его интерфейсам и предназначены для выполнения вспомогательных операций. По назначению можно выделить: устр-ва ввода данных; устр-ва вывода данных; устр-ва хранения данных; устр-ва обмена данными. Состав системного блока: материнская плата; блок питания; жёсткий диск - микросхемы, доп память для длит хранения; дисковод; дисковод гибких дисков; видеокарта; звуковая карта.

Файловая структура диска.

Файловая система — часть операционной системы, управляющая размещением и доступом к файлам и каталогам на диске.
С понятием файловой системы тесно связано понятие файловой структуры диска, под которой понимают, как размещаются на диске: главный каталог, подкаталоги, файлы, операционная система, а также какие для них выделены объемы секторов, кластеров, дорожек.В операционной системе MS DOS принята иерархическая структураорганизации каталогов. На каждом диске всегда имеется единственный главный (корневой) каталог. Он находится на 0-м уровне иерархической структуры. Корневой каталог создается при форматировании (инициализации, разметке) диска, имеет ограниченный размер и не может быть удален средствами DOS. В главный каталог могут входить другие каталоги и файлы, которые создаются командами операционной системы и могут быть удалены соответствующими командами.
Родительский каталог — каталог, имеющий подкаталоги. Подкаталог— каталог, который входит в другой каталог.Таким образом, любой каталог, содержащий каталоги нижнего уровня, может быть, с одной стороны, по отношению к ним родительским, а с другой стороны, подчиненным по отношению к каталогу верхнего уровня. Как правило, если это не вызывает путаницы, употребляют термин "каталог", подразумевая или подкаталог, или родительский каталог в зависимости от контекста.
Каталоги на дисках организованы как системные файлы. Единственное исключение — корневой каталог, для которого отведено фиксированное место на диске. Доступ к каталогам можно получить, как к обыкновенному файлу.

Принцип организации файловой системы – табличный. Поверхность жёсткого диска рассматривается как трёхмерная матрица, измерениями которой явл-ся номера поверхности, цилиндра и сектора. Под цилиндром понимается совокупность всех дорожек, принадлежащих разным поверхностям и находящихся на равном удалении от оси вращения. Данные о том, в каком месте диска записан тот или иной файл, хранятся в системной области диска. Наименьшей физической единицей хранения данных явл-ся сектор. Размер сектора=512 байт. Для дисков большого объёма адресация для каждого сектора неэффективна, в связи с этим группы секторов объединяются в кластеры. Кластер явл-ся наименьшей единицей адресации при обращении к данным. Размера кластера строго не фиксирован. Операционный системы MS-DOS, OS/2, Windows 95 и др используют файловую системы на основе таблиц размещения файлов, состоящих из 16 разрядных полей.(FAT16) Такая файловая система позволяет разместить в FAT-таблицах не более 2¹⁶ записей. Для дисков объёмом от 1 до 2 Гбайт длина кластера составляет 32 Кбайт(64 сектора). Это не вполне рациональный подход, поскольку любой файл полностью оккупирует весь кластер, которому соответствует одна адресная запись в таблице размещения файлов. Новые операционной системы поддерживают более совершенную версию файловой структуры на основе FAT-таблиц с 32 зарядными полями в таблице размещения файлов. При формировании файловой структуры диска операционная система MS DOS соблюдает ряд правил:
• файл или каталог могут быть зарегистрированы с одним и тем же именем в разных каталогах, но в одном и том же каталоге только один раз;
• порядок следования имен файлов и подкаталогов в родительском каталоге произвольный;
• файл может быть разбит на несколько частей, для которых выделяются участки дискового пространства одинакового объема на разных дорожках и секторах.

 

 

7. Преобразование чисел из одной системы в другую.

Преобразование чисел из одной системы счисл. в др.

-Чтобы перевести целое десятичное число в другую СС (двоичную, шестнадцатеричную, восьмеричную), необходимо сначала само число, а затем и все последующие частные разделить на основание СС, т.е. на число 2 или 8 или 16. Тогда цифры остатков, записанные в обратном порядке, будут представлять собой (двоичное шестнадцатеричное, восьмеричное) число.

- Чтобы перевести десятичную дробь в число другой СС, необходимо сначала саму дробь, а затем дробные части всех последующих произведений умножать на основание, т.е. на число 2, 16 или 8. Тогда цифры, представляющие целые части всех последующих произведений, записанные в прямом порядке, будут представлять собой дробь в необходимой СС.

При переводе в шестнадцатеричную (восьмеричную) СС целые части последующих произведений должны быть представлены шестнадцатеричными (восьмеричными) цифрами.

Перевод двоичных чисел.

-- Перевод в десятичную СС. Для перевода каждую цифру двоичного числа умножаем на основание 2 в степени на единицу меньше количества цифр в числе. Полученные результаты складываем, а сумма будет являться числом в десятичной СС.

Перевод в шестнадцатеричную СС. Чтобы перевести смешанное двоичное число в шестнадцатеричную СС, нужно, начиная от запятой, разделить целую (влево) и дробную (вправо) части числа на тетрады (4 значка двоичной системы), дополнить крайние тетрады (если они неполные) нулями, а затем каждую тетраду заменить соответствующей шестнадцатеричной цифрой (см.табл.1). Число читается слева направо

Перевод в восьмеричную СС. Чтобы перевести число в восьмеричную СС, нужно, начиная от запятой, разделить целую (влево) и дробную (вправо) части числа на триады (три двоичные цифры), дополнить крайние триады (если они неполные) нулями, а затем каждую группу заменить соответствующей восьмеричной цифрой (см.табл.1). Число читается слева направо.

Пример 2. 11010111₂ = 657₁₀

Перевод шестнадцатеричных чисел.

Перевод в десятичную СС. Для перевода каждую цифру числа умножаем на основание 16 в степени на единицу меньше количества цифр в числе. Полученные результаты складываем, а сумма будет являться числом в десятичной СС.

Пример 1. Перевести шестнадцатеричное число Е7,F6 в десятичную СС.

Е7,F6 = Е · 16¹ + 7 · 16⁰ + F · 16^-1 + 6 · 16^-2 = 14 · 16 + 7 · 1 + 15 · 1: 16 + 6 · 1: 256 = = 224 + 7 + 15: 16 + 6: 256 = 231,246: 256 = 231,96

Ответ: Е7,F6₁₆ = 231,97₁₀

Перевод в двоичную СС. Чтобы перевести смешанное число в двоичную СС, нужно каждую шестнадцатеричную цифру заменить четырьмя знаками двоичной СС, то есть тетрадой (см. табл.1). Число читается слева направо.

Пример 2. Перевести шестнадцатеричное число Е7,F6 в двоичную СС.

Е 7, F 6

1110 0111, 1111 0110

Ответ: Е7,F6₁₆ = 11100111,11110110.

1.5 Перевод восьмеричных чисел.

Перевод в десятичную СС. Для перевода каждую цифру умножаем на основание 8 в степени на единицу меньше количества цифр в числе. Полученные результаты складываем, а сумма будет являться числом в десятичной СС.

Пример 1. Перевести восьмеричное число 531 в десятичную СС.

531 = 5 · 8² + 3 · 8¹ + 1 · 8⁰ = 5 · 64 + 24 + 1 = 345

Ответ: 531₈ = 345₁₀

Перевод в двоичную СС. Для перевода каждая цифра числа в восьмеричной СС заменяется тремя знаками двоичной СС (см.табл.1). Число читается слева направо.

Пример 2. 573₈ = 101111011₂