Лекция №1 ВВЕДЕНИЕ

Опр. Данные–зарегистрированные сигналы. Информация — сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые воспринимают информационные системы (живые организмы, управляющие машины и др.) в процессе жизнедеятельности и работы. Информация может создаваться, передаваться, храниться и обрабатываться.

Правило: Информация передается в виде сигналов. Информация храниться в виде кодов. Перед сохранением она должна быть закодирована. Информация бывает аналоговой и цифровой.

Операции с информацией:

· Сбор данных;

· Формализация данных;

· Фильтрация данных;

· Сортировка данных;

· Архивация данных;

· Транспортировка данных.

Структуры данных можно подразделить на следующие виды:

· Линейная;

· Табличная;

· Иерархическая.

Опр. Инфоpматика — это основанная на использовании компьютерной техники дисциплина, изучающая структуру и общие свойства информации, а также закономерности и методы её создания, хранения, поиска, преобразования, передачи и применения в различных сферах человеческой деятельности.

Опр. Аппаратное обеспечение – комплекс технических средств, образующих аппаратную конфигурацию. Программное обеспечение — это совокупность всех программ, используемых компьютерами, а также вся область деятельности по их созданию и применению.

Правило: Цифровая информация хранится в виде числового кода, который называется двоичным

Опр. Наименьшая единица представления информации – бит (англ. bit — binary, digit — двоичная цифра). У него может быть только два значения (Да/Нет или 0/1).

Для значения байта важно не только, сколько битов у него включено, но их местоположение, то есть позиция. Бит, занимающий крайнюю правую позицию, называется младшим. Бит, занимающий крайнюю левую позицию, называется старшим. Все прочие биты- промежуточные.

Средства вычислительной техники обрабатывают информацию в виде байтов.

Опр. Байт – это группа из 8 битов. Байт принимает значения от 0 до 255.

Правило: Наименьшей единицей представления информации является бит. Наименьшей единицей обработки или передачи информации является байт. Наименьшей единицей хранения информации является файл.

По имени файла ПК определяет, где файл находится, какая информация в нем содержится, в каком формате она записана и какими программами ее можно обработать.

Широко используются также ещё более крупные производные единицы информации:

· 1 Килобайт (Кбайт) = 1024 байт = 210> байт,

· 1 Мегабайт (Мбайт) = 1024 Кбайт = 220> байт,

· 1 Гигабайт (Гбайт) = 1024 Мбайт = 230> байт.

В последнее время в связи с увеличением объёмов обрабатываемой информации входят в употребление такие производные единицы, как:

· 1 Терабайт (Тбайт) = 1024 Гбайт = 240> байт,

· 1 Петабайт (Пбайт) = 1024 Тбайт = 250> байт.

Опр.Файл - это наименьшая единица хранения информации, содержащая последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем. Файловая структура – это иерархическая структура, с помощью которой организуется хранение файлов.

Каждый файл на диске имеет свой адрес. Для удобства работы с файлами создаются каталоги.

Опр. Единица измерения размера адресуемого пространства называется кластером.

Системы счисления. Операции над двоичными кодами

Опр. Система счисления — сово­купность правил наименования и изображения чисел с помощью набора символов, называемых цифрами. Системы счисления де­лятся на позиционные и непозиционные.

555,5₁₀ =5-10² +5-10¹ +5-10⁰ +5-10^-1;

11,01₂ =1*2¹+1*2⁰+1*2^-1+1*2^-2

Сложение в двоичной системе счисления. После этих пред­варительных рассуждений запишем правило выполнения в двоичной системе счисления арифметического сложения одно­разрядных чисел:

0+0=0; 1+0=1; 0+1=1; 1+1=10.

Следовательно, используя известное запоминание в уме при переносе переполнения в старший разряд, получаем: 11101010011,111 +1111100101,011+101100111001,010

Вычитание в двоичной системе счисления. Исходя из того, что вычитание есть действие, обратное сложению, запишем правило арифметического вычитания одноразрядных чисел в двоичной системе счисления:

0-0=0; 1-0=1; 1-1=0; 10-1=1.

Умножение в двоичной системе счисления. Правила умноже­ния одноразрядных двоичных чисел наиболее очевидны:

0.0=0; 1-0=0; 0-1=0; 1-1=1.

В таком случае, записывая столбиком, процесс умножения двух много разрядных двоичных чисел, получим следующий результат:

1011,01

^х 101,11

1000000,1011

Заметим, что при решении этого примера понадобилось в каж­дом разряде найти сумму четырех одноразрядных двоичных чисел. При этом мы учли, что в двоичной системе счисления

1 +1 +1 =10+1 = 11;

1+141+1=11+1 =100.

Деление в двоичной системе счисления осуществляется так же, как и в десятичной, с использованием умножения и вычитания:

Перевод числа из десятичной системы счисления в двоичную систему.

Пусть требуется найти представление числа 12₁₀ в двоичной системе счисления. Для этого: делим, начиная с 12, каждое получающееся частное на основание системы, в которую перево­дим число, то есть на 2. Затем, начиная с последне­го частного (в нашем случае оно всегда будет равно 1), записывае­мого в старший разряд формируемого двоичного представления, фиксируем все остатки. В итоге получаем ответ: 12₁₀ == 11002.

Перевод числа из двоичной системы счисления в десятичную систему.

Это перевод — как бы обратный к изложенному выше. Его наибо­лее просто осуществить, основываясь на позиционности двоичной системы счисления. Сделав такую запись, надо подсчитать де­сятичное значение полученной суммы:

1000001001,1012 = (1 • 2⁹ + 0 • 2⁸ + 0 • 2⁷ + 0 • 2⁶ + 0 • 2⁵ + +0•2⁴+1•2³+0•2²+0•2¹+1•2⁰+1•2-¹4-0•2-²+1.2-^з)₁₀ = (512 + 8 + 1 + 1.2+ 1/8)₁₀= (521 + 5/8)₁₀= (521,625)₁₀.

Заметим, что, несмотря на длину исходной двоичной записи, степени числа 2 легко подсчитываются без калькулятора, которого может не оказаться под рукой. Действительно, известно, что 2⁵ = == 32; 2⁸ = 256; 2¹⁰ = 1024.

Правило: Одним байтом выражаются целые числа от0 до 255, одним словом выражаются числа от 0 до 65535 (64 Кбайт), а двойным словом – числа от 0 до 4294967295( 4 Гбайт). Для работы с отрицальными числами процессор использует двоичную дополнительную арифметику. Двоичная дополнительная арифметика позволяет процессору работать с отрицательными числами точно также, как и с положительными.

Правило: Для работы с действительными числами математический сопроцессор.

· Сначала действительные числа нормализируются.

· Число представляется в виде двух чисел. Первая часть называется мантиссой, а вторая- характеристикой.

В двоичной дополнительной арифметике байт выражает числа от -128 до +127, включая 0, то есть 256 различных чисел. Признаком отрицательного числа является включенный старший бит. Если число 16 –разрядное, то оно состоит из 2 –х байтов, и в нем тоже один байт отдан на знак – это самый старший бит старшего байта.

Кодирование текстовой информации байтами

Одним кодом можно закодировать 2 значения Да или Нет. Двумя битами можно закодировать 4 значения : 00, 01, 10, 11.

Стандарт устанавливает таблицу, в которой записано, каким кодом должен кодироваться каждый символ. Такая таблица называется таблицей кодов. В таблице должно быть 256 строк. Таблицу кодов разделили пополам. Первые 128 кодов должны быть стандартными и обязательными для всех стран и компьютеров, а во второй половине каждая страна может свой стандарт – национальный. Первую (международную ) половину таблицы кодов называют таблицей ASCII .

Литература: 1 осн. [1-56] , 2 осн. [2-46]

Контрольные вопросы:

1. Что такое информация?

2. Приведите примеры формальных языков. Как определяется процесс кодирования информации и почему в нем существует необходимость?

3. Какие единицы измерения количества информации вы знаете?

4. Почему 1 Кбайт = 1024 байта, а не 1000?

5. Почему двоичное представление информации входит в число основ­ных принципов работы современных ЭВМ?

6. Что такое система счисления?

7. Какие существуют системы счисления