Презентация, доклад на тему Глава 1. ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ УСТРОЙСТВА И МАШИНЫ. ОСНОВНЫЕ ПРИНЦИПЫ Информация, кодирование и обработка в ЭВМ

структур (Моль);
• отраженное разнообразие (Урсул);
• содержание процесса отражения (Тузов);
• вероятность выбора (Яглом);
• снятая неопределенность наших знаний о чем-то (К. Шеннон);
• обозначение содержания, полученного из внешнего мира в
процессе нашего приспособления к нему и приспособления
к нему наших чувств (Н. Винер).

н а л о г о в о е (непрерывное) представление звукового, оптического, электрического или другого сигнала (сообщения).

Магнитная аудио- и видеозапись, фотографирование, запись на виниловые грампластинки, проводное и радиовещание — основные способы хранения и передачи информации в аналоговой форме.

интегральных схем.
В необходимых случаях осуществляется обратное — дискретно-аналоговое или
цифроаналоговое преобразование — ЦАП (digital-to-analog conversion — DAC).

помехоустойчивость,
- легкость восстановления формы,
- простоту аппаратуры передачи.

способе вся емкость коммуникационного канала используется для передачи одного сигнала. Цифровой сигнал использует всю полосу пропускания кабеля.
Полоса пропускания — это разница между максимальной и минимальной частотой, которая может быть передана по кабелю. Каждое устройство в таких сетях посылает данные в обоих направлениях, а некоторые могут одновременно принимать и передавать.

Узкополосные системы (baseband) передают данные в виде цифрового сигнала одной частоты.

Дискретный цифровой сигнал сложнее передавать на большие расстояния, чем аналоговый сигнал, поэтому его предварительно модулируют на стороне передатчика, и демодулируют на стороне приёмника информации. Использование в цифровых системах алгоритмов проверки и восстановления цифровой информации позволяет существенно увеличить надёжность передачи информации.

или нескольких параметров высокочастотного несущего колебания по закону низкочастотного информационного сигнала.

передачу
сигнала электросвязи в определенной полосе частот или с
определенной скоростью передачи между сетевыми станциями и узлами.

При обмене данными по каналам используется три метода
передачи данных:
• симплексная (однонаправленная) передача (телевидение,
радио);
• полудуплексная (прием и передача информации осуществляются поочередно);
• дуплексная (двунаправленная), каждая станция одновременно передает и принимает данные.

.
При асинхронной передаче каждый символ передается отдельной посылкой Стартовые биты предупреждают приемник о начале передачи.
Затем передается символ. Для определения достоверности передачи используется бит четности (бит четности равен 1, если количество единиц в символе нечетно, и 0 — в противном случае.
Последний бит («стоп-бит») сигнализирует об окончании передачи.

и передатчика в начале блока передаются биты синхронизации. Затем передаются данные, код обнаружения ошибки и символ окончания передачи.
При синхронной передаче данные могут передаваться и
как символы, и как поток битов. В качестве кода обнаружения ошибки обычно используется код CRC.

новизны или, иначе, уменьшения неопределенности знаний «приемника информации» об объекте.

В качестве единицы информации Клод Шеннон предложил принять один б и т (от англ. bit — binary digit — двоичная цифра).

(1916-2001)

необходимую для хранения одного из двух знаков 0 и 1, используемых для машинного представления данных и команд.

Бит — слишком мелкая единица измерения, на практике чаще применяется более крупная единица — байт.

бод равно количеству значащих изменений
сигнала (потенциала, фазы, частоты), происходящих в секунду.

Первоначально бод использовался в телеграфии. Для двоичных сигналов нередко принимают, что бод равен биту в секунду, например 1200 бод = 1200 бит/с.

Однако единого мнения о правильности использования этого термина нет, особенно при высоких скоростях, где число бит в секунду не совпадает с числом бод.

информации.

Рассмотрим методы дискретного представления информации, или кодирования (которые, надо сказать, появились задолго до вычислительных машин).

Первым широко известным примером является азбука Морзе в которой буквы латиницы (или кириллицы) и цифры кодируются сочетаниями из «точек» и «тире».

коды, т. е. такие, которые за счет усложнения структуры позволяют повысить надежность передачи данных.

Коды с обнаружением ошибок. Распространенным методом
обнаружения ошибок является к о н т р о л ь по ч е т н о с т и .

В этом случае при записи байта информации в запоминающее
устройство генерируется дополнительный контрольный бит, в который записывается «О», если это число четное, и «1», если оно нечетное. Если при чтении ранее записанного байта вновь получить контрольный бит и сравнить его с уже имеющимся, то можно судить о достоверности получаемой информации.

т. е. такие, которые за счет усложнения структуры позволяют повысить надежность передачи данных.

Коды с обнаружением ошибок.
Распространенным методом обнаружения ошибок является к о н т р о л ь по ч е т н о с т и.
В этом случае при записи байта информации в запоминающее
устройство генерируется дополнительный контрольный бит, в который записывается «О», если это число четное, и «1», если оно нечетное. Если при чтении ранее записанного байта вновь получить контрольный бит и сравнить его с уже имеющимся, то можно судить о достоверности получаемой информации.

с циклическим контролем — циклический избыточный код обнаружения ошибок (Cyclic Redundance Check — CRC).

Вычисляется контрольная сумма содержимого блока данных перед его передачей, включается в одно из полей блока, а затем повторно вычисляется после передачи. Несовпадение результатов свидетельствует об ошибке в передаваемом содержимом.

серьезные, чем контроль четности, методы обеспечения целостности данных. К ним относятся корректирующие коды (Error Correction Code — ЕСС), позволяющие не только обнаруживать ошибки, но и восстанавливать искаженную информацию за счет ее избыточности.

с помощью символов, имеющих определенные количественные значения.

В зависимости от способа изображения чисел
системы счисления делятся на:
• непозиционные;
• позиционные.

для изображения числа в позиционной системе счисления.

Значения цифр лежат в пределах от 0 до Р - 1.



m – количество разрядов.

н ы е с и с т е м ы счисления. В такой системе:
цифры не меняют своего количественного значения при изменении их расположения в числе.

Самый простой и очевидный пример — система счисления,
где количество обозначается I (палочкой/единицей):
1 = 1;
2 = 11;
5 = 1 1 1 1 1;
10 = 1 1 1 1 1 11 1 1 1.

Такая система счисления является непозиционной, так как цифры не меняют своего количественного значения при изменении их расположения в числе.

е с и с т е м ы с ч и с л е н и я . В этом случае количественное значение каждой цифры зависит от ее места (позиции) в числе.

Десятичная система счисления является позиционной, так как значение каждой цифры зависит от ее места (позиции) в числе.
Например,
23 = 2 х 10 + 3;
32 = 3 х 10 + 2;
и 23 ≠ 32

частично зависит от ее места (позиции) в числе. Так, в числах
VII
VI
IV
V обозначает 5, а I обозначает 1. Но, с другой стороны, важно, как цифры расположены относительно друг друга.

использовании строки битов, называемой двоичным числом — числом в двоичной системе
счисления (символ также может быть представлен строкой битов, или символа).

форма, или форма с фиксированной запятой (точкой) — ФЗ (ФТ);
• нормальная форма.

форма, или форма с фиксированной запятой (точкой) — ФЗ (ФТ);
• нормальная форма.

запятой (точкой) числа изображаются в виде последовательности цифр с постоянным для всех чисел положением запятой, отделяющей целую часть от дробной.

В современных компьютерах естественная форма представления используется как вспомогательная и только для целых чисел.

две цифры — 0 и 1.
Существуют простые правила перевода чисел из одной системы счисления в другую, основанные, в том числе, и на выражении.

получающихся частных от деления следует последовательно делить на основание Р до тех пор, пока очередная целая часть частного не окажется равной 0. Остатки от деления, записанные последовательно справа налево, образуют целую часть числа в системе счисления с основанием Р.

произведений следует последовательно умножать на основание Р до тех пор, пока очередная дробная часть произведения не окажется равной 0 или не будет достигнута нужная точность дроби. Целые части произведений, записанные после запятой последовательно слева направо, образуют дробную часть числа в системе счисления
с основанием Р.

систему счисления.
1. Переводим целую часть числа:
46 : 2 = 23 (остаток 0);
23 : 2 = 11 (остаток 1);
11 : 2 = 5 (остаток 1);
5 :2 = 2 (остаток 1);
2 : 2 = 1 (остаток 0);
1 :2 = 0 (остаток 1).
Записываем остатки последовательно справа налево —
101110, т. е.
4610= 1011102.

х 2 = 1,000 (дробная часть равна 0 => стоп).
Записываем целые части получающихся произведений после запятой последовательно слева направо — 0,101, т. е.
0,625 = 0,101.
Окончательно: 46,625= 101110,101.

шестнадцатеричная системы счисления

десятичную систему и обратно.
Она используется там, где основное внимание уделяется не простоте технического построения машины, а удобству работы пользователя. В двоично-десятичной системе счисления основанием системы счисления является число 10, но каждая десятичная цифра (0, 1, ..., 9)
кодируется четырьмя двоичными цифрами.

Двоично-десятичная система не экономична с точки зрения
реализации технического построения машины (примерно на
20 % увеличивается требуемое оборудование), но более удобна
при подготовке задач и при программировании.