Внутреннее представление информации. Кодирование информации

Компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Все виды информации (звуки, изображения, данные, текст) для обработки компьютером кодируются с помощью цифр. Все числа в ПК представляются с помощью нулей и единиц. Разные виды информации кодируются по-разному. При вводе, например, текста в персональный компьютер каждая буква кодируется определенным числом. Соответствие между набором букв и числами называется кодировкой символов.

Единицей информации в компьютере является 1 бит, т. е. двоичный разряд, который может принимать значение 0 или 1. Персональные компьютеры работают не с отдельными битами, а с восемью, шестнадцатью или тридцатью двумя битами сразу и т. д. Восемь битов составляют байт. Символы кодируются байтами, в одном байте можно закодировать значение одного символа из 256 возможных.

Общая схема компьютера

2.1. Архитектура Неймана

Джон фон Нейман выдвинул основополагающие принципы логического устройства и предложил структуру ЭВМ.

Классическая архитектура ЭВМ (фон-неймановская архитектура)

 

Содержит следующие основные блоки:

· арифметико-логическое устройство (АЛУ), выполняющее арифметические и логические операции;

· управляющее устройство (УУ), организующее процесс выполнения программ;

· внешнее запоминающее устройство (ВЗУ) или память для хранения программ и данных;

· оперативное запоминающее устройство (ОЗУ);

· устройства ввода и вывода информации (УВВ).

Принципы Неймана:

· использование двоичной системы счисления в вычислительных машинах;

· программное управление ЭВМ. Работа ЭВМ контролируется программой, состоящей из набора команд. Команды выполняются последовательно одна за другой;

· память компьютера используется не только для хранения данных, но и для программ. При этом и команды программы, и данные кодируются в двоичной системе счисления, т. е. их способ записи одинаков;

· ячейки памяти ЭВМ имеют последовательно пронумерованные адреса;

· возможность условного перехода в процессе выполнения программы. Несмотря на то, что команды выполняются последовательно, в программах можно реализовать возможность перехода к любому участку кода.

Основные компоненты компьютера

Арифметико-логическое устройство и устройство управления в современных компьютерах образуют процессор ЭВМ. Процессор, который состоит из одной или нескольких больших интегральных схем, называется микропроцессором или микропроцессорным комплектом.

Процессор – функциональная часть ЭВМ, выполняющая основные операции по обработке данных и управлению работой других блоков. Процессор является преобразователем информации, поступающей из памяти и внешних устройств.

Запоминающие устройства обеспечивают хранение исходных и промежуточных данных, результатов вычислений, программ. Они включают: оперативные (ОЗУ), сверхоперативные (СОЗУ), постоянные (ПЗУ) и внешние (ВЗУ) запоминающие устройства. ОЗУ хранят информацию, с которой компьютер работает непосредственно в данное время (резидентная часть операционной системы, прикладная программа, обрабатываемые данные). В СОЗУ хранится наиболее часто используемые процессором данные. Только та информация, которая хранится в СОЗУ и ОЗУ, непосредственно доступна процессору. Внешние запоминающие устройства используются для длительного хранения больших объемов информации. Например, операционная система (ОС) хранится на жестком диске, но при запуске компьютера резидентная часть ОС загружается в ОЗУ и находится там до завершения сеанса работы ПК. ПЗУ (постоянные запоминающие устройства) и ППЗУ (перепрограммируемые постоянные запоминающие устройства) предназначены для постоянного хранения информации, которая записывается туда при ее изготовлении, например, ППЗУ для BIOS.

Устройства ввода информации – клавиатура, сканер и т. д. Устройства вывода – дисплей, принтер и т. д.

Основные зоны клавиатуры

 

Лабораторная работа №1

«Основные сведения. Общая схема компьютера. Внутреннее представление информации. Кодирование информации различных видов»

Цель работы:

1. Изучение основных компонентов IBM PC.

2. Получение основных навыков работы с ПК и внешними устройствами. Ознакомление с основными частями и характеристиками ПК.

3. Освоение функциональных зон клавиатуры.

Знания, необходимые для выполнения лабораторной работы:

1. Устройство основной схемы ЭВМ, комплектации и характеристики основных компонентов IBM PC.

2. Принцип работы и представление информации в ПК.

Контрольные вопросы:

1. Опишите основные компоненты IBM PC.

2. Приведите характеристики основных устройств IBM PC.

3. Виды памяти и ее назначение.

4. Какая система счисления используется для представления информации?

5. Единицы измерения информации.

6. Кодирование символов.

7. Кодирование графической информации.

8. Дайте характеристику функциональным зонам клавиатуры IBM PC.

Практическое задание

Изучите основные компоненты IBM PC на примере реального персонального компьютера. Определите характеристики основных компонентов данного ПК и опишите их в отчете.

Краткие выводы. Составляются по изученному материалу.

 

Программное обеспечение ЭВМ