კომპიუტერის არქიტექტურა გაგებულია, როგორც ინფორმაციის ერთობლიობა კომპიუტერის ძირითადი მოწყობილობების და მათი დანიშნულების, პროგრამის და მონაცემების ასახვის გზების შესახებ, მისი ორგანიზაციისა და ფუნქციონირების შესახებ.

კომპიუტერის პრინციპები შემდეგია:

1. კომპიუტერი არის მანქანა შენახული (კომპიუტერის მეხსიერებაში) პროგრამით, რომელიც წარმოდგენილია ბრძანებების თანმიმდევრობით.

2. კომპიუტერის მიერ შესრულებული ბრძანებები და ოპერანდები, ე.ი. მონაცემები, რომლებზედაც შესრულებულია ბრძანებით განსაზღვრული ოპერაცია, წარმოდგენილია კომპიუტერში ორობითი კოდის სახით, ბიტების გარკვეული რაოდენობით.

3. კომპიუტერის მეხსიერება ორგანიზებულია დამახსოვრების თანმიმდევრობის სახით

უჯრედები, რომელთაგან თითოეული შეიძლება იყოს შენახული (დასამახსოვრებელი)

ზოგიერთი ორობითი კოდი - ანბანის სიმბოლოს კოდი ან კოდი წარმოადგენს დამუშავებულ მონაცემებს, კომპიუტერის ბრძანების კოდი. დროის კონკრეტულ მომენტში შეგიძლიათ მიმართოთ რომელიმე ამ უჯრედის ჩაწერას ან წაკითხვას, განურჩევლად მისი ადგილმდებარეობისა მეხსიერებაში, მისამართის მითითებით (ამ უჯრედის რიგითი ნომერი. ამგვარად, ორგანიზებულ მეხსიერებას ეწოდება შემთხვევითი წვდომა მეხსიერება

4. კომპიუტერი იყენებს საერთო მეხსიერებას როგორც მონაცემების შესანახად, ასევე

ბრძანებების შესანახად. ამავდროულად, მონაცემებისა და ბრძანებების კოდები არ შეიცავს ნიშნებს, რომლებიც შესაძლებელს ხდის მათ ერთმანეთისგან მკაფიოდ გამოყოფას. პროცესორი განასხვავებს მონაცემებსა და მითითებებს მხოლოდ პროგრამის კონტექსტით.

5. მონაცემების მიზანი, მათი ტიპი და გამოყენების მეთოდი ასევე მკაფიოდ არ არის მითითებული. ისინი განისაზღვრება და განსხვავდება განსახორციელებელი პროგრამის კონტექსტით.

ტიპიურ ციფრულ კომპიუტერს აქვს სამი ძირითადი კომპონენტი:

პროცესორი, მეხსიერება და გარე მოწყობილობები. მისი განზოგადებული ბლოკ -დიაგრამა წარმოდგენილია ქვემოთ.

პროცესორი ან ცენტრალური დამუშავების ერთეული (CPU) არის მოწყობილობა, რომელიც შექმნილია მონაცემთა დამუშავების ძირითადი ოპერაციების, რიცხვებზე არითმეტიკული და ლოგიკური ოპერაციების შესასრულებლად და კომპიუტერის სხვა ნაწილების მუშაობის გასაკონტროლებლად.

მეხსიერება ან შემთხვევითი წვდომის მეხსიერება (RAM) - მიძღვნილი

ის განკუთვნილია იმ ინსტრუქციის კოდების შესანახად, რომლებიც ქმნიან პროგრამას კომპიუტერის მიერ და მონაცემების ან ოპერანდების, ე.ი. ორობითი რიცხვები ან კოდები, რომლებზედაც კომპიუტერის პროცესორი ასრულებს ბრძანებებით განსაზღვრულ ოპერაციებს.

შეყვანის-გამომავალი მოწყობილობების ან გარე (პერიფერიული) მოწყობილობების საშუალებით კომპიუტერი ურთიერთქმედებს გარე სამყაროსთან.

კომპიუტერის კომპონენტები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული სპეციალური ავტობუსის ან კომპიუტერული არხის გამოყენებით, რომელიც წარმოადგენს საკომუნიკაციო ხაზების ერთობლიობას, რომელიც შექმნილია ინფორმაციის გადასატანად და კომპიუტერის კომპონენტებს შორის სიგნალების გასაკონტროლებლად.

თანამედროვე კომპიუტერების დანერგვისას გამოიყენება მოდულური პრინციპი. ამ პრინციპის არსი იმაში მდგომარეობს, რომ კომპიუტერი აგებულია მოწყობილობებისა და ბლოკების ნაკრებიდან - მოდულები, რომლებიც ასრულებენ სრულ ფუნქციებს და არ არიან დამოკიდებული სხვა მოდულებზე.

სტრუქტურულად, მოდული ასევე არის სრული ელემენტი. ინდივიდუალური მოდულების ერთმანეთთან დაკავშირება შესაძლებელია საჭირო კონფიგურაციაში ინდივიდუალური მოდულების სქემების (ფუნქციების) შეცვლის გარეშე.

მოდულური პრინციპის ძირითადი უპირატესობები:

კომპიუტერის გაუმჯობესების შესაძლებლობა მისი ფუნქციური ორგანიზაციის შეცვლის გარეშე, თუნდაც მუშაობის დროს, ცალკეული ბლოკების ახლით შეცვლით (უფრო სწრაფი, მცირე ზომის, მოიხმარს ნაკლებ ენერგიას, იაფია) ან ახალი მოდულების დამატებით;

სხვადასხვა მახასიათებლების დიდი რაოდენობის კომპიუტერების მოდულებიდან აწყობის შესაძლებლობა, რაც საუკეთესოდ შეეფერება კონკრეტულ პროგრამას;

შეცდომების შემთხვევაში კომპიუტერის აღდგენის დროის შემცირება პრობლემების აღმოფხვრისა და შეკეთების გამარტივებით.

მოდულები ერთმანეთთან არის დაკავშირებული ავტობუსების გამოყენებით. ფიზიკურად, ავტობუსი არის ელექტრული დენის გამტარებელი და შედგება საკომუნიკაციო ხაზებისგან. თითოეული ასეთი სტრიქონი დროის ერთ მომენტში საშუალებას გაძლევთ გადასცეს ერთი ორობითი ციფრი (0 ან 1), ანუ ცოტაოდენი ინფორმაცია. ზოგადად, ავტობუსებს შეუძლიათ ინფორმაციის გადატანა ორივე მიმართულებით.

როგორც წესი, კომპიუტერის ავტობუსი ფუნქციურად იყოფა საკომუნიკაციო ხაზების სამ ჯგუფად: მისამართების ავტობუსი, მონაცემთა ავტობუსი და საკონტროლო ავტობუსი. მისამართების ავტობუსი ატარებს ინფორმაციას იმის შესახებ, თუ სად უნდა ვეძებოთ ინსტრუქცია (ბრძანებები) ან მონაცემები კომპიუტერის მეხსიერებაში, ანუ შესაბამისი მეხსიერების უჯრედების მისამართები; მონაცემთა ავტობუსი ატარებს ამ მონაცემებს ან მითითებებს ცენტრალურ პროცესორზე; საკონტროლო ავტობუსი უზრუნველყოფს კონტროლის სიგნალების გადაცემას პროცესორსა და გარე მოწყობილობებს შორის.

ორი მოდულის დამაკავშირებელი ავტობუსების ნაკრები და ალგორითმი, რომელიც განსაზღვრავს მათ შორის ინფორმაციის გაცვლის წესრიგს, ეწოდება ინტერფეისი (შეჯვარება).

ინტერფეისი ხასიათდება მისი შემადგენელი ავტობუსების სიგანით (ან ტევადობით) (პირველ რიგში ინფორმაციული) და ინფორმაციის გაცვლის სიჩქარით. კომპიუტერების პირველ მოდელებში გამოყენებულ იქნა 8 და 16 ბიტიანი მონაცემთა ავტობუსი, რომელიც განკუთვნილია ინფორმაციის, შესაბამისად, ბაიტებისა და სიტყვების გადასაცემად და დამუშავებისთვის (ISA სტანდარტი). ბოლო დრომდე, კომპიუტერის მოდელების უმეტესობა იყენებდა EISA, VCA, VL-BUS სტანდარტებს, ორიენტირებული იყო მონაცემთა 32-ბიტიან გადაცემაზე. კომპიუტერის უახლესი მოდელები იყენებენ 64-ბიტიან მონაცემთა ავტობუსს. მისამართის ავტობუსის სიგანე განსაზღვრავს შიდა მეხსიერების მისამართის სივრცის ზომას (RAM და ROM ბაიტების რაოდენობა), რომელზეც კომპიუტერის პროცესორი პირდაპირ წვდება.

კომპიუტერის პირველ მოდელებს ჰქონდათ 16-ბიტიანი მისამართის ავტობუსი და, სპეციალური მისამართის მეთოდის გამოყენებით, უზრუნველყოფდა პროცესორის ხელმისაწვდომობას 1 მბ ოპერატიული მეხსიერება და ROM. თანამედროვე მოდელებს აქვთ 32 და 64 ბიტიანი მისამართის ავტობუსები და ისინი უზრუნველყოფენ კომპიუტერის 4 გბ-ზე მეტ შიდა მეხსიერებას.

კომპიუტერის შესაქმნელად მოწყობილობების (მოდულების) ერთმანეთთან დაკავშირების უმარტივესი და ბუნებრივი გზა არის ერთი ინტერფეისის გამოყენება - ინტერფეისი, რომელთანაც დაკავშირებულია კომპიუტერის შემადგენელი ყველა მოწყობილობა. ორგანიზაციის ეს ხერხი ხორციელდება კომპიუტერში (სურ. 1).

ბრინჯი 3 მოდულური კომპიუტერის განხორციელების პრინციპი

კომპიუტერის საფუძველია ელექტრონული დაფა, რომელსაც სისტემურ დაფას ან დედაპლატას უწოდებენ, რადგან მასში განთავსებულია ძირითადი კომპიუტერული მოწყობილობები: მიკროპროცესორი და შიდა მეხსიერების ჩიპები (RAM და ROM). გარდა ამისა, სისტემის დაფა შეიცავს უამრავ დამატებით საოპერაციო და სხვა მოწყობილობას, რომლებიც უზრუნველყოფენ კომპიუტერის ფუნქციონირებას.

დედაპლატის ყველა მოწყობილობა დაკავშირებულია ერთი ინტერფეისის ავტობუსებთან, რომელიც ასევე დაფაზეა განლაგებული და ქმნის ერთი კომპიუტერის ელექტრონულ წრეს.

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, კომპიუტერის ძირითადი ფუნქციებია შენახვა, დამუშავება, მიღებადა მაუწყებლობამონაცემები. თქვენი კომპიუტერი აღჭურვილია სხვადასხვა მოწყობილობებით ამ ფუნქციების შესასრულებლად. თითოეული მათგანი ასრულებს ამა თუ იმ სპეციფიკურ ფუნქციას. ნებისმიერი თანამედროვე კომპიუტერი მოიცავს:

მეხსიერება - მოწყობილობების ჯგუფი, რომელიც უზრუნველყოფს საცავიპროგრამები და მონაცემები;

პროცესორი - ერთი ან მეტი მოწყობილობა, რომელიც უზრუნველყოფს პროგრამის სპეციფიკური დამუშავებამონაცემები;

შეყვანის -გამომავალი მოწყობილობები - მოწყობილობების ჯგუფი, რომლებიც უზრუნველყოფენ გაცვლას, ანუ მიღება და გადაცემამონაცემები მომხმარებელსა და მანქანას შორის, ან ორ ან მეტ მანქანას შორის.

სხვადასხვა კომპიუტერული მოწყობილობა ერთმანეთთან არის დაკავშირებული სტანდარტიზებული და ერთიანი ტექნიკის გამოყენებით - კაბელები, კონექტორები და ა.შ. ამ შემთხვევაში, მოწყობილობები ერთმანეთთან ცვლის ინფორმაციას და საკონტროლო სიგნალებს, რომლებიც ასევე მცირდება ზოგიერთ სტანდარტულ ფორმაში.

ამ სტანდარტული ინსტრუმენტებისა და ფორმების ერთობლიობა ქმნის სპეციფიკას ინტერფეისიმოწყობილობის ან მთლიანად კომპიუტერის. "ინტერფეისი არის ერთიანი სტანდარტული შეთანხმებების, აპარატურისა და პროგრამული უზრუნველყოფის, მოწყობილობებისა თუ პროგრამების, ასევე მოწყობილობებისა თუ პროგრამების მომხმარებელთან ურთიერთქმედების ერთობლიობა. გაითვალისწინეთ, რომ აღსანიშნავად ტერმინი გამოიყენება მოწყობილობების ნაკრები, რომელიც შეიძლება შედიოდეს კონკრეტული მოდელის კომპიუტერის შემადგენლობაში, ასევე მათი კავშირის საშუალებებში ტექნიკა.

კომპიუტერის შენახვის საფუძვლები

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ინფორმაციას ყოველთვის აქვს შეტყობინების ფორმა და შეტყობინება დაშიფრულია სიმბოლოების, სიმბოლოების, რიცხვების ამა თუ იმ კომპლექტით. თეორიულად და ექსპერიმენტულად ნაჩვენებია, რომ გამოთვლებში ყველაზე მოსახერხებელი და ეფექტური გამოყენებაა ორობითი კოდი,ანუ სიმბოლოთა ნაკრები, ანბანი, რომელიც შედგება წყვილი რიცხვისაგან (0,1). ვინაიდან ორობითი კოდი გამოიყენება კომპიუტერში ინფორმაციის შესანახად, მას ასევე უწოდებენ მანქანის კოდი.

0 და 1 რიცხვებს, რომლებიც ქმნიან ნაკრებებს (0, 1), ჩვეულებრივ ეწოდება ორობითი რიცხვები, რადგან ისინი ანბანად გამოიყენება ე.წ. ორობითი რიცხვითი სისტემა.რიცხვთა სისტემა არის რიცხვების დასახელების და წერის წესებისა და ტექნიკის ერთობლიობა, ასევე რიცხვების მნიშვნელობის მოპოვება იმ სიმბოლოებიდან, რომლებიც მათ წარმოადგენენ. რიცხვითი სისტემის ანბანის სიმბოლოების რაოდენობა ჩვეულებრივ აისახება მის სახელში: ორობითი, სამეული, რვაფუნქციური, ათწილადი, თექვსმეტობითი და ა.შ. კომპიუტერის ტექნიკური განხორციელების თვალსაზრისით გაცილებით ადვილია მუშაობა ორობითი სისტემაში მხოლოდ ორი ციფრია (0, 1).

კომპიუტერის ელემენტარული მეხსიერების მოწყობილობა, რომელიც გამოიყენება პროგრამის ან მონაცემების აპარატის კოდის ერთი ორობითი ციფრის შესანახად, ეწოდება ორობითი ციფრი ან ბიტი.

სიტყვა "ბიტი" მომდინარეობს ინგლისური ტერმინიდან ბიტი, რომელიც არის ფრაზის ორობითი ციფრი. ტექნიკურად, ცოტა შეიძლება განხორციელდეს სხვადასხვა გზით. თუმცა, რამდენად ზუსტად

ეს კეთდება კონკრეტულად კომპიუტერში - ჩვენთვის ის სრულიად გულგრილია. მნიშვნელოვანია მხოლოდ ბიტის დანიშნულების, თვისებების და ფუნქციების გაგება.

· ბიტი შეიძლება იყოს მხოლოდ ორი შესაძლო მდგომარეობიდან ერთში, რომელთაგან ერთი ითვლება ციფრის "O" გამოსახულებად, ხოლო მეორე - ციფრის "1" -ის გამოსახულებად. ბიტი ინარჩუნებს თავის მდგომარეობას იმდენ ხანს, რამდენადაც საჭიროა, სანამ იგი იძულებით არ შეიცვლება, შესაბამისად, ბიტს შეუძლია შენარჩუნებამასში ჩაწერილი ინფორმაცია.

· ნებისმიერ დროს, შეგიძლიათ გაარკვიოთ ორი მდგომარეობიდან რომელია ბიტი - "O" ან "1" მდგომარეობაში, ხოლო ბიტის ამჟამინდელი მდგომარეობა უცვლელი დარჩება. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, შეგიძლიათ წაკითხვაინფორმაცია დაწერილი ბიტებში (დაკარგვის გარეშე).

· როდესაც საჭიროება ჩნდება და მიუხედავად არსებული მდგომარეობისა, თქვენ შეგიძლიათ ცოტათი გადაიტანოთ ერთი მდგომარეობიდან მეორეზე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, შეგიძლიათ ცოტათი ჩაწერაახალი ინფორმაცია.

ასე რომ, ბიტი იძლევა ინფორმაციის შენახვის საფუძველს, კომპიუტერის სამი უმნიშვნელოვანესი ფუნქციიდან ერთ -ერთს.

ცოტა არის ძალიან მცირე ინფორმაცია. ამრიგად, ისევე როგორც ათწილადი რიცხვების წარმოდგენისთვის, გამოიყენება რამდენიმე ათწილადის ადგილი - ერთეულების ადგილი, ათეულების ადგილი, ასეულები და ა.შ., ასევე ორობითი რიცხვებისა და ორობითი მანქანების კოდების წარმოდგენისთვის გამოიყენება რამდენიმე ორობითი ციფრი, რამდენიმე ბიტი.

კომპიუტერში ორობითი რიცხვების შესანახად გამოიყენება მოწყობილობა, რომელსაც ჩვეულებრივ უწოდებენ მეხსიერების უჯრედი.უჯრედები წარმოიქმნება რამდენიმე ბიტიდან, ისევე როგორც ორობითი რიცხვები წარმოიქმნება ორობითი ციფრებისგან. და მთელი კომპიუტერის მეხსიერება შეიძლება ფიგურალურად წარმოვიდგინოთ როგორც ავტომატური შენახვის პალატა, რომელიც შედგება დიდი რაოდენობის ცალკეული უჯრედებისგან, რომელთაგან თითოეულში შეგიძლიათ განათავსოთ, ჩაწერარამდენიმე ორობითი ნომერი, ორობითი მანქანა კოდი.

ზოგადად, სხვადასხვა კომპიუტერის უჯრედები შეიძლება შედგებოდეს ბიტების სხვადასხვა რაოდენობისგან. თუმცა, ეს ქმნის მნიშვნელოვან სირთულეებს კომპიუტერის სხვადასხვა მოდელს შორის ინფორმაციის გაცვლის ორგანიზებისთვის. ამიტომ, დაწყებული მესამე თაობის მანქანებით, სტანდარტულიარის უჯრედები, რომლებიც რვა ბიტისგან შედგება.

კომპიუტერის მეხსიერების ელემენტს, რომელიც შედგება 8 ბიტისგან, ეწოდება ბაიტი.

ინფორმაციის კომპიუტერული დამუშავებისას უნდა გავუმკლავდეთ ტექსტურ, გრაფიკულ, რიცხვით, ხმოვან და სხვა ინფორმაციას. კოდირების სხვადასხვა მეთოდი გამოიყენება სხვადასხვა ხასიათის მონაცემების შესანახად. გარდა ამისა, ერთი და იგივე სახის ინფორმაციისთვის შეიძლება გამოყენებულ იქნას კოდირების სხვადასხვა მეთოდი, რომელიც ერთმანეთისაგან განსხვავდება ეფექტურობით, ასევე კომპიუტერული რესურსებისადმი განსხვავებული მოთხოვნებით.

რაც მეტი ხაზი და წერტილია, მით უფრო მკაფიო და უკეთესი გამოსახულებაა. ამჟამად, მინიმალური მისაღები გარჩევადობა ითვლება 800 x 600, ანუ 800 წერტილი თითო ხაზზე და 600 ხაზი თითო ეკრანზე.

ხაზები, რომლებიც ქმნიან სურათს, შეიძლება ზემოდან ქვემოდან დაინახონ ერთმანეთის მიყოლებით, თითქოს მათგან შედგეს ერთი მყარი ხაზი. პირველი სტრიქონის სრული სკანირების შემდეგ ჩანს მეორე, შემდეგ მოდის მესამე, შემდეგ მეოთხე და ასე გრძელდება ეკრანის ბოლო ხაზამდე. ეს პროცესი ძალიან ჰგავს მსოფლიოს უმეტეს ქვეყნებში მიღებული ტექსტების კითხვის მეთოდს, როდესაც სტრიქონები ერთმანეთის მიყოლებით სკანირდება მარცხნიდან მარჯვნივ და ზემოდან ქვემოდან. სტრიქონებთან მუშაობის ამ მეთოდს ეწოდება ხაზის სკანირება, ან სკანირება.და რადგან თითოეული ხაზი არის პიქსელების თანმიმდევრობა, ხაზზე გადაჭიმული მთელი გამოსახულება ასევე შეიძლება ჩაითვალოს ელემენტარული წერტილების ხაზოვან მიმდევრობად. ამ შემთხვევაში, ეს თანმიმდევრობა შედგება 800 600 = 480 000 პიქსელისგან. პირველი, განიხილეთ კოდირების პრინციპები მონოქრომულიგამოსახულება, ანუ გამოსახულება, რომელიც შედგება ნებისმიერი ორი კონტრასტული ფერისგან - შავი და თეთრი, მწვანე და თეთრი, ყავისფერი და თეთრი და ა.შ. შემდეგ სურათის თითოეული პიქსელი შეიძლება იყოს შავი ან თეთრი. ორობითი კოდის "0" შავზე და კოდის "1" თეთრზე (ან პირიქით) ჩვენ შევძლებთ მონოქრომული გამოსახულების ერთი პიქსელის მდგომარეობის დაშიფვრას ერთ ბიტში. და რადგან ბაიტი შედგება 8 ბიტისგან, მაშინ 800 პუნქტისგან შემდგარი ხაზი მოითხოვს მეხსიერების 100 ბაიტს, ხოლო მთლიანი სურათისთვის - 60 000 ბაიტს. თუმცა, შედეგად მიღებული სურათი ზედმეტად კონტრასტული იქნება. ნამდვილი შავი და თეთრი სურათი არ არის მხოლოდ თეთრი და შავი. იგი მოიცავს ბევრ სხვადასხვა შუალედურ ჩრდილს - ნაცრისფერი, ღია ნაცრისფერი, მუქი ნაცრისფერი და ა.შ. თუ, თეთრი და შავი ფერების გარდა, იყენებთ მხოლოდ ორ დამატებით გრადაციას, ვთქვათ ღია ნაცრისფერი და მუქი ნაცრისფერი, მაშინ ფერის მდგომარეობის დასაშიფრებლად ერთი პიქსელს უკვე სჭირდება ორი ბიტი. ამ შემთხვევაში, კოდირება შეიძლება იყოს, მაგალითად, შემდეგი: შავი, ფერი - 00 2, მუქი ნაცრისფერი - 01 2, ღია ნაცრისფერი - 10 2, თეთრი - 11 2. იგი დღეს ზოგადად მიღებულია, რაც გონივრულად რეალისტურია მონოქრომულიგამოსახულება ითვლება ერთი პიქსელის მდგომარეობის კოდირება ერთი ბაიტის გამოყენებით, რაც იძლევა 256 სხვადასხვა ნაცრისფერი ჩრდილის გადაცემას სრულიად თეთრიდან მთლიანად შავამდე. ამ შემთხვევაში, მთლიანი რასტრის 800 x 600 პიქსელის გადასატანად, დასჭირდება არა 60,000, არამედ 480,000 ბაიტი.

ფერადისურათი შეიძლება ჩამოყალიბდეს სხვადასხვა გზით. ერთ -ერთი მათგანია მეთოდი RGB(სიტყვებიდან წითელი, მწვანე, ლურჯი - წითელი, მწვანე, ლურჯი), რომელიც ემყარება იმ ფაქტს, რომ ადამიანის თვალი ყველა ფერს აღიქვამს როგორც სამი ძირითადი ფერის ჯამს - წითელი, მწვანე და ლურჯი. მაგალითად, იასამნისფერი არის წითელი და ლურჯის ჯამი, ყვითელი არის წითელი და მწვანე და ა.შ. ფერადი პიქსელის მისაღებად ეკრანზე იმავე ადგილას იგზავნება არა ერთი, არამედ სამი ფერადი სხივი. სიტუაციის გასამარტივებლად, ვივარაუდოთ, რომ ერთი ბიტი საკმარისია თითოეული ფერის დასაშიფრებლად. ცოტაოდენი ნული ნიშნავს, რომ ეს ძირითადი ფერი არ არსებობს მთლიან ფერში და ერთი არის. ამიტომ, ერთი ფერის პიქსელის კოდირებისთვის საჭიროა 3 ბიტი - თითო თითოეული ფერისთვის. დაე პირველი ბიტი შეესაბამებოდეს წითელს, მეორე მწვანე და მესამე ლურჯს. მაშინ კოდი 101 2 ნიშნავს იასამნისფერ ფერს - წითელი არის, მწვანე არ არის, ლურჯი არის და კოდი 110 2 არის ყვითელი - წითელი არის, მწვანე არის, ლურჯი არ არის. ამ კოდირების სქემით, თითოეულ პიქსელს შეიძლება ჰქონდეს რვა შესაძლო ფერიდან ერთი. თუ თითოეული ფერი დაშიფრულია ერთი ბაიტის გამოყენებით, როგორც ჩვეულებრივია რეალისტური მონოქრომული გამოსახულებისათვის, შესაძლებელი გახდება თითოეული ძირითადი ფერის 256 ჩრდილის გადაცემა. საერთო ჯამში, ამ შემთხვევაში, მოცემულია 256 256 256 = 16 777 216 სხვადასხვა ფერის გადაცემა, რაც საკმაოდ ახლოს არის ადამიანის თვალის რეალურ მგრძნობელობასთან. ამრიგად, ამ ფერის კოდირების სქემით, ერთი პიქსელის სურათზე საჭიროა 3 ბაიტი, ან მეხსიერების 24 ბიტი. ფერადი გრაფიკის ჩვენების ამ ხერხს საყოველთაოდ მოიხსენიებენ როგორც ჭეშმარიტ რეჟიმს. ფერი(ნამდვილი ფერი) ან სრული ფერირეჟიმი.

სრული ფერის რეჟიმი ძალიან ინტენსიურია მეხსიერებისათვის. ამრიგად, ზემოთ განხილული 800 x 600 რასტერისთვის, RGB მეთოდის გამოყენებით საჭიროა 1,440,000 ბაიტი. მეხსიერების დაზოგვის მიზნით, ვითარდება სხვადასხვა რეჟიმი და გრაფიკული ფორმატი, რომელიც ფერს ოდნავ უარესად ასახავს, ​​მაგრამ მოითხოვს გაცილებით ნაკლებ მეხსიერებას. კერძოდ, ჩვენ შეგვიძლია აღვნიშნოთ რეჟიმი მაღალი ფერი(მაღალი ფერი), რომელშიც 16 ბიტი გამოიყენება ერთი პიქსელის ფერის გამოსახატად და, შესაბამისად, 65,535 ფერის ჩრდილის გადაცემა შესაძლებელია, ასევე ინდექსის რეჟიმი,რომელიც დაფუძნებულია მასში წინასწარ შექმნილი ამ ნახატისთვის შექმნილი ფერის ჩრდილების ცხრილზე. შემდეგ სასურველი პიქსელის ფერი შეირჩევა ამ ცხრილიდან რიცხვის გამოყენებით - ინდექსი, რომელიც იკავებს მეხსიერების მხოლოდ ერთ ბაიტს. კომპიუტერის მეხსიერებაში სურათის ჩაწერისას, ცალკეული წერტილების ფერის გარდა, აუცილებელია ბევრი დამატებითი ინფორმაციის ჩაწერა - შაბლონის ზომა, გარჩევადობა, წერტილების სიკაშკაშე და ა. გრაფიკული ფორმატი.გრაფიკული ინფორმაციის კოდირების ფორმატები, რომელიც დაფუძნებულია თითოეული პიქსელის ფერის გადაცემაზე, რომელიც ქმნის სურათს, მიეკუთვნება ჯგუფს რასტრულიან BMP(Bit MaP - bitmap) ფორმატები.

აუდიო და ვიდეო ინფორმაცია

აუდიო ინფორმაციის კოდირების მეთოდების შემუშავება, ასევე მოძრავი სურათები - ანიმაცია 1 და ვიდეოჩანაწერები - მოხდა ჩამორჩენით ზემოთ განხილული ინფორმაციის ტიპებთან მიმართებაში. აუდიო და ვიდეო ჩანაწერების კომპიუტერის გამოყენებით შენახვისა და დაკვრის მისაღები გზები.

გაითვალისწინეთ, რომ ანიმაცია გაგებულია, როგორც ანიმაციის მსგავსი სურათების ანიმაცია, მაგრამ დამზადებულია კომპიუტერული გრაფიკის დახმარებით. ანიმაცია არის ერთმანეთისგან ოდნავ განსხვავებული, კომპიუტერის მიერ შექმნილი სურათების თანმიმდევრობა, რომელიც ასახავს ობიექტის მოძრაობის მდგომარეობას, რომელიც ახლოსაა დროში.

გამოჩნდა მხოლოდ: 90 -იან წლებში. XX საუკუნე. ხმასა და ვიდეოსთან მუშაობის ამ გზებს ეწოდება მულტიმედიური ტექნოლოგიები.

ხმა არის ჰაერის საკმაოდ რთული უწყვეტი ვიბრაცია. უწყვეტ სიგნალებს ასევე ხშირად უწოდებენ ანალოგი.გამოდის, რომ ასეთი უწყვეტი სიგნალები შეიძლება იყოს დაახლოებით, მაგრამ საკმარისი სიზუსტით, წარმოდგენილი როგორც უმარტივესი სინუსოიდური რხევების გარკვეული რაოდენობის ჯამი. უფრო მეტიც, თითოეული ტერმინი, ანუ თითოეული სინუსოიდი, ზუსტად შეიძლება განისაზღვროს რიცხვითი პარამეტრების გარკვეული ნაკრებით - ამპლიტუდა, ფაზა და სიხშირე, რაც შეიძლება ჩაითვალოს ხმის კოდი დროის გარკვეულ მომენტში.ხმის ჩაწერის ამ მიდგომას ჰქვია დიგიტალიზაცია, დიგიტალიზაციაან შერჩევა,ვინაიდან უწყვეტი სიგნალი იცვლება დისკრეტული(ანუ იზოლირებული, ცალკეული ელემენტებისგან შემდგარი) სიგნალის მნიშვნელობების ნაკრები- ითვლისსიგნალი - დროის თანმიმდევრულ მომენტებში სიგნალის ნიმუშების რაოდენობა დროის ერთეულს ეწოდება შერჩევის მაჩვენებელი.ამჟამად, აუდიოჩანაწერი მულტიმედიურ ტექნოლოგიებში იყენებს სიხშირეებს 8.11, 22, 44 კჰც 192 კჰც -მდე. 44 კჰჰც შერჩევის სიხშირე ნიშნავს, რომ უწყვეტი ხმის ერთი წამი შეიცვლება 44 ათასი ცალკეული სიგნალის ნიმუშების ნაკრებით. რაც უფრო მაღალია შერჩევის მაჩვენებელი, მით უკეთესი იქნება ციფრული ხმის ხარისხი.

ხმის ციფრულ ფორმაში გადაყვანის ხარისხი განისაზღვრება არა მხოლოდ შერჩევის სიხშირით, არამედ ერთი ნიმუშის კოდის ჩაწერისთვის გამოყოფილი მეხსიერების ბიტების რაოდენობით. ამ პარამეტრს ჩვეულებრივ უწოდებენ ცოტა კონვერტაცია.ამჟამად, ჩვეულებრივ გამოიყენება 8.16 და 24 ბიტი. ზემოთ აღწერილი პრინციპები ემყარება ფორმატს ტალღოვანი(WAVeform -audio - Waveform Audio– დან) აუდიო კოდირება. თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ ამ ფორმატის ხმის ჩანაწერი მიკროფონიდან, ტურნირიდან, მაგნიტოფონიდან, ტელევიზიიდან და სხვა კომპიუტერთან დაკავშირებული ჩვეულებრივ გამოყენებული აუდიო მოწყობილობებიდან. ამასთან, WAV ფორმატი იკავებს დიდ რაოდენობას მეხსიერებას (სტერეო აუდიოს ჩაწერისას 44 kHz შერჩევის სიჩქარით და 16 ბიტიანი ჩანაწერი წუთში საჭიროა დაახლოებით 10 მილიონი ბაიტი მეხსიერება).

WAV ტალღის ფორმატის გარდა, ფორმატი ფართოდ გამოიყენება ხმის ჩაწერისთვის. MIDI(მუსიკალური ინსტრუმენტების ციფრული ინტერფეისი). სინამდვილეში, ეს ფორმატი არის კომპლექტი ინსტრუქციები, ბრძანებები ე.წ მუსიკის სინთეზატორი- მოწყობილობა, რომელიც ახდენს მუსიკალური ინსტრუმენტების ხმის სიმულაციას. თქვენ შეგიძლიათ მიიღოთ ხმის ჩანაწერი MIDI ფორმატში მხოლოდ სპეციალური ელექტრო მუსიკალური ინსტრუმენტებიდან, რომლებიც მხარს უჭერენ MIDI ინტერფეისს. MIDI ფორმატი უზრუნველყოფს მაღალი ხარისხის ხმას და მოითხოვს გაცილებით ნაკლებ მეხსიერებას ვიდრე WAV ფორმატი. ვიდეო კოდირება კიდევ უფრო რთული პრობლემაა, ვიდრე აუდიო კოდირება, ვინაიდან თქვენ უნდა იზრუნოთ არა მხოლოდ უწყვეტი მოძრაობების შერჩევაზე, არამედ გამოსახულების სინქრონიზაციაზე ხმით. ამჟამად, ამისათვის გამოიყენება ფორმატი, რომელსაც ეწოდება AVI(აუდიო -ვიდეო ინტერლეიდირებული - შუალედური აუდიო და ვიდეო).

ძირითადი მულტიმედიური ფორმატები AVI და WAV ძალიან ინტენსიური მეხსიერებაა. ამიტომ, პრაქტიკაში გამოიყენება შეკუმშვის სხვადასხვა მეთოდი, ანუ აუდიო და ვიდეო კოდების შეკუმშვა. შეკუმშვის მეთოდები შემოთავაზებულია MPEG(მოძრავი სურათების ექსპერტთა ჯგუფი - მოძრავი სურათების ექსპერტთა ჯგუფი). Კერძოდ, სტანდარტულიMPEG-1მოიცავს რამდენიმე ამჟამად პოპულარულს ფორმატებიხმის ჩაწერა. მაგალითად, ფორმატში ჩაწერისას MRZპრაქტიკულად იგივე ხმის ხარისხით, საჭიროა ათჯერ ნაკლები მეხსიერება ვიდრე WAV ფორმატის გამოყენებით. არსებობს სპეციალური პროგრამები, რომლებიც აუდიოჩანაწერებს გადააქცევს WAV ფორმატიდან MP3 ფორმატში. სტანდარტული MPEG-2აღწერს ვიდეო შეკუმშვის მეთოდებს, რომლებიც უზრუნველყოფენ ტელევიზიის სურათის ხარისხს და სტერეო ხმას და აქვთ მეხსიერების მისაღები მოთხოვნები. სტანდარტული MPEG-4საშუალებას გაძლევთ ჩაწეროთ სრულმეტრაჟიანი ფერადი ფილმი საუნდტრეკით CD- ზე.

ინფორმაციის დაგროვების (შენახვის), დამუშავებისა და გადაცემის ამოცანები დგას კაცობრიობის წინაშე მისი განვითარების ყველა ეტაპზე. თითოეული ეტაპი შეესაბამება ინფორმაციული შრომის ინსტრუმენტების განვითარების გარკვეულ დონეს, რომლის პროგრესმა ყოველ ჯერზე ახალი ხარისხი მისცა ადამიანთა საზოგადოებას. ადრე, იდენტიფიცირებული იყო ინფორმაციის დამუშავების ძირითადი ეტაპები და ისინი საერთოა ყველა მეცნიერებისთვის, კომპიუტერის გამოყენებით ინფორმაციის დამუშავებისას. მათი გადაწყვეტის სამეცნიერო საფუძველი გახდა ისეთი მეცნიერება, როგორიცაა კომპიუტერული მეცნიერება.

ინფორმატიკა არის კომპლექსური სამეცნიერო და ტექნიკური დისციპლინა, რომელიც შეისწავლის ინფორმაციის სტრუქტურასა და ზოგად თვისებებს, ინფორმაციულ პროცესებს, ამ საფუძველზე ინფორმაციული ტექნოლოგიისა და ტექნოლოგიის განვითარებას, ასევე მეცნიერული და საინჟინრო პრობლემების გადაწყვეტას, შექმნის, განხორციელებისა და ეფექტური გამოყენებისათვის. კომპიუტერული ტექნოლოგია და ტექნოლოგია საზოგადოებრივი პრაქტიკის ყველა სფეროში ...

კომპიუტერული მეცნიერების წარმოშობა დროთა ნისლშია ნაპოვნი. მრავალი საუკუნის წინ ინფორმაციის გამოხატვისა და დამახსოვრების აუცილებლობამ გამოიწვია მეტყველების, წერისა და დათვლის გაჩენა. ადამიანები ცდილობდნენ გამოიგონეს და შემდეგ გააუმჯობესონ ინფორმაციის შენახვის, დამუშავებისა და გავრცელების გზები. აქამდე შემორჩა ჩვენი შორეული წინაპრების მიერ ინფორმაციის შენარჩუნების მცდელობა - პრიმიტიული კლდის ნახატები, არყის ქერქზე ჩანაწერები და თიხის დაფები, შემდეგ ხელნაწერი წიგნები.

სტამბის მე -16 საუკუნეში გამოჩენამ შესაძლებელი გახადა მნიშვნელოვნად გაზარდოს პირის უნარი, დაამუშაოს და შეინახოს საჭირო ინფორმაცია. ეს იყო მნიშვნელოვანი ეტაპი კაცობრიობის განვითარებაში. დაბეჭდილი ფორმით ინფორმაცია იყო შენახვისა და გაცვლის მთავარი მეთოდი და ასე რჩებოდა მეოცე საუკუნის შუა წლამდე. მხოლოდ კომპიუტერების გაჩენისთანავე გამოჩნდა ფუნდამენტურად ახალი, გაცილებით ეფექტური მეთოდები ინფორმაციის შეგროვების, შენახვის, დამუშავებისა და გადაცემისათვის (სურ. 1.1).

სურათი 1.1. ინფორმაციის შენახვის გზების შემუშავება

შემუშავებულია ინფორმაციის გადაცემის მეთოდები. პიროვნებიდან ადამიანზე შეტყობინებების გადაცემის პრიმიტიული გზა შეიცვალა უფრო პროგრესული საფოსტო კომუნიკაციით. საფოსტო კომუნიკაცია ინფორმაციის გაცვლის საკმაოდ საიმედო გზას წარმოადგენდა. ამასთან, არ უნდა დაგვავიწყდეს, რომ მხოლოდ ქაღალდზე დაწერილი შეტყობინებების გადაცემა შეიძლება ამ გზით. და რაც მთავარია, შეტყობინებების გადაცემის სიჩქარე შედარებული იყო მხოლოდ ადამიანის მოძრაობის სიჩქარესთან. ტელეგრაფის და ტელეფონის გამოგონებამ ფუნდამენტურად ახალი შესაძლებლობები მისცა ინფორმაციის დამუშავებისა და გადაცემისათვის.

ელექტრონული კომპიუტერების გამოჩენამ შესაძლებელი გახადა ინფორმაციის დამუშავება და შემდგომ გადაცემა რამდენიმე მილიონი ჯერ უფრო მაღალი სიჩქარით, ვიდრე დამუშავების სიჩქარე (სურ. 1.2) და პირის მიერ ინფორმაციის გადაცემა (სურ. 1.3).

სურათი 1.2. ინფორმაციის დამუშავების მეთოდების შემუშავება

სურათი 1.3. ინფორმაციის გადაცემის გზების შემუშავება

თანამედროვე ინფორმატიკის საფუძველი იქმნება სამი კომპონენტისგან, რომელთაგან თითოეული შეიძლება ჩაითვალოს შედარებით დამოუკიდებელ სამეცნიერო დისციპლინად (სურ. 1.4).

თეორიული ინფორმატიკა არის ინფორმატიკის ნაწილი, რომელიც ეხება ინფორმაციისა და ინფორმაციული პროცესების სტრუქტურისა და ზოგადი თვისებების შესწავლას, ინფორმაციული ტექნოლოგიისა და ტექნოლოგიის მშენებლობის ზოგადი პრინციპების შემუშავებას. იგი ემყარება მათემატიკური მეთოდების გამოყენებას და მოიცავს ისეთ ძირითად მათემატიკურ მონაკვეთებს, როგორიცაა ალგორითმებისა და ავტომატების თეორია, ინფორმაციის თეორია და კოდირების თეორია, ფორმალური ენებისა და გრამატიკების თეორია, ოპერაციების კვლევა და სხვა).

ინფორმატიზაციის საშუალებები (ტექნიკური და პროგრამული უზრუნველყოფა) - განყოფილება, რომელიც შეისწავლის კომპიუტერული მოწყობილობების და მონაცემთა დამუშავებისა და გადაცემის სისტემების აგების ზოგად პრინციპებს, ასევე პროგრამული სისტემების შემუშავებასთან დაკავშირებულ საკითხებს.

ინფორმაციული სისტემები და ტექნოლოგიები - ინფორმატიკის ფილიალი, რომელიც დაკავშირებულია ინფორმაციის ნაკადების ანალიზის საკითხების გადაწყვეტასთან, მათ ოპტიმიზაციასთან, სტრუქტურას სხვადასხვა რთულ სისტემაში, ამ სისტემებში ინფორმაციული პროცესების განხორციელების პრინციპების შემუშავებით.

ინფორმატიკა ფართოდ გამოიყენება თანამედროვე ცხოვრების სხვადასხვა სფეროში: წარმოებაში, მეცნიერებაში, განათლებაში და ადამიანის საქმიანობის სხვა სფეროებში.

თანამედროვე მეცნიერების განვითარება გულისხმობს რთულ და ძვირადღირებულ ექსპერიმენტებს, როგორიცაა, მაგალითად, თერმობირთვული რეაქტორების შემუშავებაში. კომპიუტერული მეცნიერება შესაძლებელს ხდის რეალური ექსპერიმენტების მანქანური ექსპერიმენტებით ჩანაცვლებას. ეს დაზოგავს უზარმაზარ რესურსებს, შესაძლებელს ხდის მიღებული შედეგების დამუშავებას ყველაზე თანამედროვე მეთოდების გამოყენებით. გარდა ამისა, ასეთ ექსპერიმენტებს გაცილებით ნაკლები დრო სჭირდება ვიდრე რეალურ. და მეცნიერების ზოგიერთ სფეროში, მაგალითად, ასტროფიზიკაში, უბრალოდ შეუძლებელია რეალური ექსპერიმენტის ჩატარება. აქ, ძირითადად, ყველა კვლევა ხორციელდება გამოთვლითი და სამოდელო ექსპერიმენტების საშუალებით.

სურათი 1.4. კომპიუტერული მეცნიერების სტრუქტურა, როგორც სამეცნიერო დისციპლინა

ინფორმატიკის შემდგომი განვითარება, ისევე როგორც ნებისმიერი სხვა მეცნიერება, გულისხმობს ახალ მიღწევებს, აღმოჩენებს და, შესაბამისად, გამოყენების ახალ სფეროებს, რომლებიც, ალბათ, დღეს ძნელი წარმოსადგენია.

ინფორმატიკა არის მეცნიერული ცოდნის ძალიან ფართო სფერო, რომელიც წარმოიშვა რამდენიმე ფუნდამენტური და გამოყენებითი დისციპლინის შეერთების ადგილას.

როგორც რთული სამეცნიერო დისციპლინა, კომპიუტერული მეცნიერება დაკავშირებულია (სურ. 1.5):

ფილოსოფიითა და ფსიქოლოგიით - ინფორმაციის დოქტრინით და ცოდნის თეორიით;

მათემატიკასთან - მათემატიკური მოდელირების თეორიის, დისკრეტული მათემატიკის, მათემატიკური ლოგიკის და ალგორითმების თეორიის საშუალებით;

ენათმეცნიერებასთან ერთად - ფორმალური ენებისა და ნიშანთა სისტემის სწავლების გზით;

კიბერნეტიკასთან - ინფორმაციის თეორიისა და კონტროლის თეორიის საშუალებით;

ფიზიკა და ქიმია, ელექტრონიკა და რადიოინჟინერია - კომპიუტერისა და საინფორმაციო სისტემების "მატერიალური" ნაწილის საშუალებით.

სურათი 1.5. ინფორმატიკის კომუნიკაცია სხვა მეცნიერებებთან

ინფორმატიკის როლი საზოგადოების განვითარებაში უაღრესად მნიშვნელოვანია. ეს არის საზოგადოების ინფორმატიზაციის პროცესის მეცნიერული საფუძველი. იგი ასოცირდება კომპიუტერული ტექნოლოგიების შესაძლებლობების პროგრესულ ზრდასთან, საინფორმაციო ქსელების განვითარებასთან, ახალი საინფორმაციო ტექნოლოგიების შექმნასთან, რაც იწვევს მნიშვნელოვან ცვლილებებს საზოგადოების ყველა სფეროში: წარმოებაში, მეცნიერებაში, განათლებაში, მედიცინაში და ა.

ინფორმატიკის ძირითადი ფუნქციაა კომპიუტერის საშუალებით ინფორმაციის გადაყვანის მეთოდებისა და საშუალებების შემუშავება და მათი გამოყენება ინფორმაციის გადაყვანის ტექნოლოგიური პროცესის ორგანიზებაში.

თავისი ფუნქციის განხორციელებისას ინფორმატიკა წყვეტს შემდეგ ამოცანებს:

იკვლევს ინფორმაციულ პროცესებს სოციალურ სისტემებში;

ავითარებს საინფორმაციო ტექნოლოგიებს და ქმნის უახლეს ტექნოლოგიებს ინფორმაციის გარდაქმნისათვის საინფორმაციო პროცესების შესწავლისას მიღებული შედეგების საფუძველზე;

წყვეტს კომპიუტერული ტექნიკისა და ტექნოლოგიის შექმნის, დანერგვისა და ეფექტური გამოყენების სამეცნიერო და საინჟინრო პრობლემებს ადამიანის საქმიანობის ყველა სფეროში.

1.2 ინფორმაციის კონცეფცია. ინფორმაციის შეგროვების, გადაცემის, დამუშავებისა და დაგროვების პროცესების ზოგადი მახასიათებლები

ადამიანის მთელი ცხოვრება ამა თუ იმ გზით არის დაკავშირებული ინფორმაციის დაგროვებასთან და დამუშავებასთან, რომელსაც იგი იღებს მის გარშემო არსებული სამყაროდან ხუთი გრძნობის გამოყენებით - მხედველობა, სმენა, გემო, სუნი და შეხება. როგორც სამეცნიერო კატეგორია, "ინფორმაცია" არის სწავლების საგანი სხვადასხვა დისციპლინებისათვის: კომპიუტერული მეცნიერება, კიბერნეტიკა, ფილოსოფია, ფიზიკა, ბიოლოგია, კომუნიკაციის თეორია და ა.შ. და ამის ნაცვლად, ისინი ჩვეულებრივ იყენებენ ინფორმაციის კონცეფციას. კონცეფციები განსხვავდება განმარტებებისაგან იმით, რომ მეცნიერებისა და ტექნოლოგიის სხვადასხვა დარგში განსხვავებული დისციპლინები მასში სხვადასხვა მნიშვნელობას იძენს, რაც ყველაზე მეტად შეესაბამება კონკრეტული დისციპლინის საგანს და ამოცანებს. ინფორმაციის კონცეფციის მრავალი განმარტება არსებობს - ყველაზე ზოგადი ფილოსოფიურიდან (ინფორმაცია არის რეალური სამყაროს ანარეკლი) დაწყებული ყველაზე სპეციფიკურ გამოყენებამდე (ინფორმაცია არის ინფორმაცია, რომელიც არის დამუშავების ობიექტი).

თავდაპირველად, სიტყვა "ინფორმაციის" მნიშვნელობა (ლათ. Informatio - ახსნა, პრეზენტაცია) განიმარტებოდა, როგორც რაღაც თანდაყოლილი მხოლოდ ადამიანის ცნობიერებაში და კომუნიკაციაში: "ცოდნა, ინფორმაცია, შეტყობინებები, ახალი ამბები ხალხის მიერ გადაცემული ზეპირად, წერილობით ან სხვა გზა. "

ინფორმაცია არც მატერიაა და არც ენერგია. მათგან განსხვავებით, ის შეიძლება მოვიდეს და წავიდეს.

ინფორმაციის თავისებურება ის არის, რომ იგი ვლინდება მხოლოდ ობიექტების ურთიერთქმედების დროს და ინფორმაციის გაცვლა შეიძლება მოხდეს არა ზოგადად რომელიმე ობიექტს შორის, არამედ მხოლოდ მათ შორის, რომლებიც წარმოადგენენ ორგანიზებულ სტრუქტურას (სისტემას). ამ სისტემის ელემენტები შეიძლება იყოს არა მხოლოდ ადამიანები: ინფორმაციის გაცვლა შეიძლება მოხდეს ცხოველთა და მცენარეულ სამყაროში, ცოცხალ და უსულო ბუნებას, ადამიანებსა და მოწყობილობებს შორის.

ინფორმაცია არის თანამედროვე წარმოების უმნიშვნელოვანესი რესურსი: ის ამცირებს მიწის, შრომის, კაპიტალის მოთხოვნილებას, ამცირებს ნედლეულისა და ენერგიის მოხმარებას, იწვევს ახალ ინდუსტრიებს, არის საქონელი და ინფორმაციის გამყიდველი მას არ კარგავს მას შემდეგ. გაიყიდა, შეიძლება დაგროვდეს.

"ინფორმაციის" კონცეფცია ჩვეულებრივ გულისხმობს ორი ობიექტის არსებობას - ინფორმაციის "წყაროს" და ინფორმაციის "მიმღებს" (მომხმარებელს, ადრესატს).

ინფორმაცია გადადის წყაროდან მიმღებამდე მატერიალური და ენერგიული ფორმით სიგნალების სახით (მაგალითად, ელექტრული, მსუბუქი, ხმა და სხვა), რომლებიც ვრცელდება გარკვეულ გარემოში.

სიგნალი (ლათინური signum - ნიშანი) არის ფიზიკური პროცესი (ფენომენი), რომელიც აგზავნის შეტყობინებას (ინფორმაციას) დაკვირვების ობიექტის მოვლენის ან მდგომარეობის შესახებ.

ინფორმაცია შეიძლება მოვიდეს ანალოგური (უწყვეტი) სახით ან დისკრეტულად (ცალკეული სიგნალების მიმდევრობის სახით). შესაბამისად, განასხვავებენ ანალოგურ და დისკრეტულ ინფორმაციას შორის.

ინფორმაციის კონცეფცია შეიძლება განვიხილოთ ორი პოზიციიდან: სიტყვის ფართო გაგებით, ეს არის ჩვენს გარშემო არსებული სამყარო, ინფორმაციის გაცვლა ადამიანებს შორის, სიგნალების გაცვლა ცოცხალ და არაცოცხალ ბუნებას, ადამიანებსა და მოწყობილობებს შორის; სიტყვის ვიწრო გაგებით, ინფორმაცია არის ნებისმიერი ინფორმაცია, რომლის შენახვა, გარდაქმნა და გადაცემა შესაძლებელია.

ინფორმაცია არის რეალური სამყაროს სპეციფიკური ატრიბუტი, რომელიც არის მისი ობიექტური ასახვა სიგნალების ნაკრების სახით და ვლინდება ინფორმაციის "მიმღებთან" ურთიერთობისას, რაც საშუალებას გაძლევთ შეარჩიოთ, დაარეგისტრიროთ ეს სიგნალები მიმდებარე სამყაროდან და ამა თუ იმ კრიტერიუმის მიხედვით მოახდინეთ მათი ამოცნობა.

ამ განსაზღვრებიდან გამომდინარეობს, რომ:

ინფორმაცია არის ობიექტური, ვინაიდან მატერიის ეს თვისება არის ანარეკლი;

ინფორმაცია ვლინდება სიგნალების სახით და მხოლოდ მაშინ, როდესაც ობიექტები ურთიერთქმედებენ;

ერთიდაიგივე ინფორმაციის განსხვავებული ინტერპრეტაცია შესაძლებელია სხვადასხვა მიმღების მიერ, რაც დამოკიდებულია „მიმღების“ „პარამეტრზე“.

ადამიანი აღიქვამს სიგნალებს გრძნობის საშუალებით, რომლებიც „იდენტიფიცირებულია“ ტვინის მიერ. ინფორმაციის მიმღებები ტექნოლოგიაში აღიქვამენ სიგნალებს სხვადასხვა საზომი და ჩაწერის მოწყობილობის გამოყენებით. ამავდროულად, მიმღები, რომელსაც აქვს სიგნალის რეგისტრაციის უმაღლესი მგრძნობელობა და მათი დამუშავების უფრო მოწინავე ალგორითმები, გაძლევთ საშუალებას მიიღოთ დიდი რაოდენობით ინფორმაცია.

ინფორმაციას აქვს გარკვეული ფუნქციები. მთავარი პირობაა:

შემეცნებითი - ახალი ინფორმაციის მიღება. ფუნქცია ძირითადად ხორციელდება ინფორმაციის მიმოქცევის ისეთ ეტაპებზე, როგორიცაა:

- მისი სინთეზი (წარმოება)

- შესრულება

- შენახვა (დროულად გადაცემა)

- აღქმა (მოხმარება)

კომუნიკაბელური - ადამიანებს შორის კომუნიკაციის ფუნქცია, რომელიც ხორციელდება ინფორმაციის მიმოქცევის ისეთ ეტაპებზე, როგორიცაა:

- გადაცემა (სივრცეში)

- განაწილება

მენეჯერული - კონტროლირებადი სისტემის მიზანშეწონილი ქცევის ფორმირება, რომელიც იღებს ინფორმაციას. ინფორმაციის ეს ფუნქცია განუყოფლად არის დაკავშირებული შემეცნებით და კომუნიკაციურთან და რეალიზებულია მიმოქცევის ყველა ძირითადი ეტაპის, მათ შორის დამუშავების ჩათვლით.

სიცოცხლე ნებისმიერი ფორმით არ შეიძლება არსებობდეს ინფორმაციის გარეშე და ადამიანის მიერ შექმნილი ნებისმიერი საინფორმაციო სისტემა ვერ ფუნქციონირებს. ამის გარეშე ბიოლოგიური და ტექნიკური სისტემები ქიმიური ელემენტების გროვაა. კომუნიკაცია, კომუნიკაცია, ინფორმაციის გაცვლა თანდაყოლილია ყველა ცოცხალ არსებაში, მაგრამ განსაკუთრებით ადამიანებში. დაგროვილი და დამუშავებული გარკვეული პოზიციიდან, ინფორმაცია იძლევა ახალ ინფორმაციას, იწვევს ახალ ცოდნას. ინფორმაციის მიღება მიმდებარე სამყაროდან, მისი ანალიზი და გენერირება წარმოადგენს ადამიანის ერთ -ერთ მთავარ ფუნქციას, რომელიც განასხვავებს მას დანარჩენი ცოცხალი სამყაროსგან.

ზოგადად, ინფორმაციის როლი შეიძლება შემოიფარგლოს ადამიანზე ემოციური ზემოქმედებით, მაგრამ ყველაზე ხშირად ის გამოიყენება ავტომატური (წმინდა ტექნიკური) და ავტომატიზირებული (ადამიანი-მანქანა) სისტემებში საკონტროლო მოქმედებების შესაქმნელად. ასეთ სისტემებში შეიძლება განვასხვავოთ ინფორმაციის მიმოქცევის ცალკეული ეტაპები (ფაზები), რომელთაგან თითოეული ხასიათდება გარკვეული მოქმედებებით.

ინფორმაციებით შესრულებული ქმედებების თანმიმდევრობას ეწოდება ინფორმაციის პროცესი.

ძირითადი საინფორმაციო პროცესებია:

- ინფორმაციის შეგროვება (აღქმა);

- ინფორმაციის მომზადება (ტრანსფორმაცია);

- ინფორმაციის გადაცემა;

- ინფორმაციის დამუშავება (ტრანსფორმაცია);

- მონაცემთა საცავი;

- ინფორმაციის ჩვენება (რეპროდუცირება).

ვინაიდან ინფორმაციის მატარებელი არის სიგნალი, სინამდვილეში ეს იქნება სიგნალების მიმოქცევისა და გარდაქმნის ეტაპები (სურ. 1.6).

სურათი 1.6. ძირითადი ინფორმაციის პროცესები

ინფორმაციის აღქმის ეტაპზე ხორციელდება ობიექტის (პროცესის) შესახებ ინფორმაციის მიზანმიმართული მოპოვება და ანალიზი, რის შედეგადაც იქმნება ობიექტის სურათი, ხდება მისი იდენტიფიკაცია და შეფასება. ამ ეტაპზე მთავარი ამოცანაა გამოყოს სასარგებლო ინფორმაცია ჩარევისგან (ხმაური), რაც რიგ შემთხვევებში დაკავშირებულია მნიშვნელოვან სირთულეებთან.

ინფორმაციის მომზადების ეტაპზე ხდება მისი პირველადი ტრანსფორმაცია. ამ ეტაპზე ტარდება ისეთი ოპერაციები, როგორიცაა ნორმალიზება, ანალოგურ-ციფრული გარდაქმნა, დაშიფვრა. ზოგჯერ მოსამზადებელი ეტაპი განიხილება როგორც დამხმარე აღქმის ეტაპზე. აღქმისა და მომზადების შედეგად სიგნალი მიიღება გადაცემის, შენახვის ან დამუშავებისათვის მოსახერხებელ ფორმაში.

გადაცემის ეტაპზე ინფორმაცია იგზავნება ერთი ადგილიდან მეორეზე (გამგზავნიდან მიმღებამდე - ადრესატზე). გადაცემა ხორციელდება სხვადასხვა ფიზიკური ხასიათის არხებით, რომელთაგან ყველაზე გავრცელებულია ელექტრო, ელექტრომაგნიტური და ოპტიკური. არხის გამოსასვლელში სიგნალის მოპოვებას, ხმაურის მოქმედებას ექვემდებარება, აქვს მეორადი აღქმის ხასიათი.

ინფორმაციის დამუშავების ეტაპებზე გამოვლენილია მისი ზოგადი და მნიშვნელოვანი ურთიერთდამოკიდებულება, რომელიც აინტერესებს სისტემას. ინფორმაციის ტრანსფორმაცია დამუშავების ეტაპზე (ისევე როგორც სხვა ეტაპებზე) ხორციელდება ან ინფორმაციული ტექნოლოგიის საშუალებით, ან პიროვნების მიერ.

ინფორმაციის დამუშავება იგულისხმება როგორც მისი ნებისმიერი გარდაქმნა, რომელიც ხორციელდება ლოგიკის კანონების, მათემატიკის, აგრეთვე არაფორმალური წესების საფუძველზე, რომლებიც ემყარება "საღი აზროვნებას", ინტუიციას, განზოგადებულ გამოცდილებას, გაბატონებულ შეხედულებებს და ქცევის ნორმებს. დამუშავების შედეგი ასევე არის ინფორმაცია, მაგრამ წარმოდგენილია სხვა ფორმით (მაგალითად, გარკვეული კრიტერიუმების მიხედვით), ან შეიცავს პასუხებს დასმულ კითხვებზე (მაგალითად, გარკვეული პრობლემის გადაჭრა). თუ დამუშავების პროცესი ფორმალიზებულია, ის შეიძლება შესრულდეს ტექნიკური საშუალებებით. ამ სფეროში ფუნდამენტური ძვრები მოხდა კომპიუტერის შექმნის წყალობით, როგორც ინფორმაციის უნივერსალური გადამყვანი, რომელთან დაკავშირებითაც გამოჩნდა მონაცემებისა და მონაცემთა დამუშავების ცნებები.

მონაცემები არის ფაქტები, ფორმალიზებული ფორმით წარმოდგენილი (კოდირებული) ინფორმაცია, ჩაწერილი გარკვეულ მედიაში და იძლევა დამუშავების საშუალებას სპეციალური ტექნიკური საშუალებების (პირველ რიგში კომპიუტერების) დახმარებით.

მონაცემთა დამუშავება გულისხმობს მათზე სხვადასხვა ოპერაციების წარმოებას, უპირველეს ყოვლისა არითმეტიკული და ლოგიკური, ახალი მონაცემების მისაღებად, რომლებიც ობიექტურად აუცილებელია (მაგალითად, კრიტიკული გადაწყვეტილებების მომზადებისას).

შენახვის ეტაპზე ინფორმაცია იწერება მეხსიერების მოწყობილობაში შემდგომი გამოყენებისთვის. ინფორმაციის შესანახად ძირითადად გამოიყენება ნახევარგამტარული და მაგნიტური მედია.

ინფორმაციის ჩვენების ეტაპი წინ უსწრებს იმ ეტაპებს, რომლებიც დაკავშირებულია ადამიანის მონაწილეობასთან. ამ ეტაპის მიზანია პირს მიაწოდოს მისთვის საჭირო ინფორმაცია იმ მოწყობილობების გამოყენებით, რომლებიც გავლენას მოახდენენ მის გრძნობებზე.

ნებისმიერ ინფორმაციას აქვს მთელი რიგი თვისებები, რაც ერთად განსაზღვრავს მომხმარებლის მოთხოვნებთან მისი შესაბამისობის ხარისხს (ინფორმაციის ხარისხი). ინფორმაციის მრავალი განსხვავებული თვისება შეიძლება მოვიყვანოთ, ვინაიდან თითოეული სამეცნიერო დისციპლინა განიხილავს იმ თვისებებს, რომლებიც მისთვის ყველაზე მნიშვნელოვანია. ინფორმატიკის თვალსაზრისით, ყველაზე მნიშვნელოვანია შემდეგი:

ინფორმაციის აქტუალობა არის ინფორმაციის ქონება, რომ დროთა განმავლობაში შეინარჩუნოს თავისი ღირებულება მომხმარებლისთვის, ანუ არ გაიაროს "მორალური" დაბერება.

ინფორმაციის სისრულე არის ინფორმაციის თვისება, რომელიც ხასიათდება გარკვეული პრობლემების გადასაჭრელად. ინფორმაციის სისრულე ნიშნავს იმას, რომ ის უზრუნველყოფს სწორი (ოპტიმალური) გადაწყვეტილების მიღებას. შეფასებულია კარგად განსაზღვრული ამოცანის ან დავალებების ჯგუფის მიხედვით.

ინფორმაციის ადეკვატურობა - თვისება, რომელიც შეესაბამება ინფორმაციის შინაარსს ობიექტის მდგომარეობასთან. იდენტობის დარღვევა დაკავშირებულია ინფორმაციის ტექნიკურ დაბერებასთან, რომლის დროსაც არსებობს შეუსაბამობა ობიექტების რეალურ მახასიათებლებსა და ინფორმაციაში ნაჩვენებ ერთსა და იმავე მახასიათებლებს შორის.

ინფორმაციის უსაფრთხოება არის ინფორმაციის საკუთრება, რომელსაც ახასიათებს გარკვეული ინფორმაციის მასივების სამიზნე გამოყენებისათვის მზადყოფნის ხარისხი და განისაზღვრება ინფორმაციის კონტროლისა და დაცვის უნარით, რათა უზრუნველყოს ინფორმაციის მასივის მუდმივი ხელმისაწვდომობა და დროული მიწოდება, რაც აუცილებელია სამიზნეების ავტომატური გადაწყვეტისათვის და სისტემის ფუნქციური ამოცანები.

ინფორმაციის საიმედოობა არის ინფორმაციის თვისება, რომელიც ხასიათდება რეალური ინფორმაციის ერთეულების შესაბამისობის ხარისხით მათ ნამდვილ ღირებულებასთან. ინფორმაციის საიმედოობის საჭირო დონე მიიღწევა ინფორმაციის დამუშავების ყველა ეტაპზე მონიტორინგისა და დაცვის მეთოდების დანერგვით, საინფორმაციო სისტემის აპარატურისა და პროგრამული უზრუნველყოფის კომპლექსის საიმედოობის გაზრდით, ასევე ადმინისტრაციული და ორგანიზაციული ღონისძიებებით.

ინფორმაციული საზოგადოება

თანამედროვე საზოგადოებას ახასიათებს ინფორმაციის მოცულობის მკვეთრი ზრდა ადამიანის საქმიანობის ყველა სფეროში. ამან გამოიწვია საზოგადოების ინფორმატიზაცია.

საზოგადოების ინფორმატიზაცია გაგებულია, როგორც ორგანიზებული სოციალურ -ეკონომიკური, სამეცნიერო და ტექნიკური პროცესი, რომელიც ქმნის ოპტიმალურ პირობებს ინფორმაციის მოთხოვნილებების დასაკმაყოფილებლად და ფიზიკური და იურიდიული პირების უფლებების რეალიზების საფუძველზე, საინფორმაციო რესურსების ფორმირებისა და გამოყენების საფუძველზე - დოკუმენტები სხვადასხვა ფორმით. პრეზენტაციის.

ინფორმატიზაციის მიზანია შექმნას საინფორმაციო საზოგადოება, როდესაც ადამიანების უმეტესობა დაკავებულია ინფორმაციის წარმოებით, შენახვით, დამუშავებით, გაყიდვით და გამოყენებით. ამ პრობლემის გადასაჭრელად ახალი მიმართულებები ჩნდება საზოგადოების წევრების სამეცნიერო და პრაქტიკულ საქმიანობაში. ასე გაჩნდა ინფორმატიკა და ინფორმაციული ტექნოლოგია.

ინფორმაციული საზოგადოების მახასიათებლებია:

1) საინფორმაციო კრიზისის პრობლემის არარსებობა, ინფორმაციის ზვავსა და ინფორმაციულ შიმშილს შორის წინააღმდეგობის აღმოფხვრა;

2) ინფორმაციის პრიორიტეტი სხვა რესურსებზე;

3) ინფორმაციული ეკონომიკის შექმნა, როგორც საზოგადოების განვითარების ძირითადი ფორმა;

4) ცოდნის ავტომატური წარმოების, შენახვის, დამუშავებისა და გამოყენების ფორმირება უახლესი ინფორმაციული ტექნოლოგიისა და ტექნოლოგიის გამოყენებით.

5) ინფორმაციული ტექნოლოგიები, იძენს გლობალურ ხასიათს, მოიცავს ადამიანის სოციალური საქმიანობის ყველა სფეროს;

6) მთელი ადამიანური ცივილიზაციის საინფორმაციო ერთიანობის ფორმირება;

7) თითოეული ადამიანის თავისუფალი წვდომის განხორციელება მთელი ცივილიზაციის საინფორმაციო რესურსებზე;

8) სოციალური მენეჯმენტის ჰუმანისტური პრინციპების გადაწყვეტა და გარემოზე ზემოქმედება.

საზოგადოების ინფორმატიზაციის პროცესის ჩამოთვლილი პოზიტიური შედეგების გარდა, შესაძლებელია ამ პროცესის თანმდევი უარყოფითი ტენდენციებიც:

1) მედიის გადაჭარბებული გავლენა;

2) საინფორმაციო ტექნოლოგიების შემოჭრა პირის პირად ცხოვრებაში;

3) ზოგიერთი ადამიანის ადაპტაციის სირთულე ინფორმაციულ საზოგადოებასთან;

4) სანდო ინფორმაციის ხარისხობრივი შერჩევის პრობლემა.

ამ დროისთვის აშშ, იაპონია, ინგლისი და დასავლეთ ევროპის ქვეყნები ყველა ქვეყნიდან ყველაზე ახლოსაა ინფორმაციულ საზოგადოებასთან.

1.3 რიცხვითი სისტემები

რიცხვითი სისტემა არის რიცხვების ჩაწერის მეთოდი სპეციალური სიმბოლოების (რიცხვების) მოცემული ნაკრების გამოყენებით.

არსებობს პოზიციური და არაპოზიციური სისტემები.

არაპოზიციური რიცხვების სისტემებში ციფრის წონა არ არის დამოკიდებული იმ რიცხვზე, რომელსაც ის იკავებს. მაგალითად, რომაულ ციფრულ სისტემაში რიცხვში XXXII (ოცდათორმეტი) X ციფრის წონა ნებისმიერ პოზიციაში არის მხოლოდ ათი.

პოზიციური აღნიშვნის სისტემებში, თითოეული ციფრის წონა იცვლება მისი პოზიციის მიხედვით ციფრების თანმიმდევრობით, რომელიც წარმოადგენს რიცხვს.

ნებისმიერი პოზიციური სისტემა ხასიათდება მისი ბაზით. პოზიციური რიცხვითი სისტემის საფუძველია სხვადასხვა ნიშნის ან სიმბოლოების რაოდენობა, რომლებიც გამოიყენება მოცემულ სისტემაში რიცხვების გამოსახატავად.

ნებისმიერი ბუნებრივი რიცხვი შეიძლება მივიღოთ როგორც საფუძველი - ორი, სამი, ოთხი, თექვსმეტი და სხვა. აქედან გამომდინარე, შესაძლებელია პოზიტიური სისტემების უსასრულო რაოდენობა.

ათწილადის რიცხვითი სისტემა

ის ევროპაში მოვიდა ინდოეთიდან, სადაც გამოჩნდა არა უგვიანეს ჩვენი წელთაღრიცხვის მე -6 საუკუნისა. NS ამ სისტემაში არის 10 ციფრი: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, თუმცა ინფორმაცია გადადის არა მხოლოდ ციფრებით, არამედ იმ ადგილით, რომელზეც დგას ციფრი (ანუ მისი პოზიცია). ათობითი სისტემაში განსაკუთრებულ როლს ასრულებს რიცხვი 10 და მისი ძალები: 10, 100, 1000 და სხვა შემდეგი აჩვენებს ასობით რიცხვს და ა.

ორობითი რიცხვითი სისტემა

ამ სისტემაში მხოლოდ ორი ციფრია - 0 და 1. რიცხვი 2 და მისი ძალები აქ განსაკუთრებულ როლს ასრულებენ: 2, 4, 8 და ა.შ. რიცხვის ყველაზე მარჯვენა ციფრი აჩვენებს ერთეულების რაოდენობას, შემდეგი ციფრი არის ორთა რიცხვი, შემდეგი არის ოთხების რაოდენობა და ა.შ. ორობითი რიცხვების სისტემა გაძლევთ საშუალებას დაშიფროთ ნებისმიერი ბუნებრივი რიცხვი - წარმოადგინოთ იგი ნულებისა და ერთების თანმიმდევრობით. ორობითი ფორმით, თქვენ შეგიძლიათ წარმოადგინოთ არა მხოლოდ რიცხვები, არამედ ნებისმიერი სხვა ინფორმაცია: ტექსტები, სურათები, ფილმები და აუდიოჩანაწერები. ინჟინრებს იზიდავს ორობითი კოდირება, რადგან მისი განხორციელება ადვილია ტექნიკურად.

ოქტალური რიცხვების სისტემა

ამ რიცხვთა სისტემაში არის 8 ციფრი: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. ციფრი 1, რომელიც მითითებულია უმნიშვნელო ციფრზე, ნიშნავს, როგორც ათობითი რიცხვში, მხოლოდ ერთს. მომდევნო ციფრებში იგივე ციფრი 1 ნიშნავს 8 -ს, მომდევნოში - 64 და ასე შემდეგ. რიცხვი 100 (ოქტალური) სხვა არაფერია თუ არა 64 (ათობითი). ორობითი სისტემაზე გადასაყვანად, მაგალითად, რიცხვი 611 (ოქტალური), თქვენ უნდა შეცვალოთ თითოეული ციფრი მისი ექვივალენტი ორობითი ტრიადათ (სამი ციფრი). ადვილი მისახვედრია, რომ მრავალნიშნა ორობითი რიცხვის რვაფუნქციურ სისტემაში გადასაყვანად, თქვენ უნდა გაყოთ იგი ტრიადებად მარჯვნიდან მარცხნივ და შეცვალოთ თითოეული ტრიადა შესაბამისი რვაფუნქციური ციფრით.

თექვსმეტობითი რიცხვითი სისტემა

ოქტალურ სისტემაში რიცხვის ჩაწერა საკმაოდ კომპაქტურია, მაგრამ ის კიდევ უფრო კომპაქტურია თექვსმეტობითი სისტემაში. ჩვეულებრივი რიცხვები 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 აღებულია 16 თექვსმეტობითი ციფრების პირველ 10 – ში, მაგრამ ლათინური ანბანის პირველი ასოები გამოიყენება დანარჩენ 6 ციფრად: A , B, C, D, E, F. ციფრი 1 დაწერილი უმნიშვნელო ბიტში ნიშნავს მხოლოდ ერთს. იგივე ციფრი 1 მომდევნო - 16 (ათობითი), მომდევნო - 256 (ათობითი) და ა.შ. ციფრი F ყველაზე უმნიშვნელოვანეს ციფრში ნიშნავს 15 (ათობითი). თექვსმეტობითიდან ორობითი და პირიქით გარდაქმნა ხდება ისევე, როგორც რვაფეხური სისტემისთვის.

ცხრილი 1. შესაბამისობა სამივე რიცხვითი სისტემის პირველ რამდენიმე ბუნებრივ რიცხვს შორის

1.4 ინფორმაციის კოდირება

ამჟამად, ყველა კომპიუტერში, ინფორმაცია წარმოდგენილია ელექტრული სიგნალების გამოყენებით. ამ შემთხვევაში შესაძლებელია მისი პრეზენტაციის ორი ფორმა - უწყვეტი სიგნალის სახით (მსგავსი მნიშვნელობის გამოყენებით - ანალოგი) და რამდენიმე სიგნალის სახით (ძაბვის ნაკრების გამოყენებით, რომელთაგან თითოეული შეესაბამება ერთ ციფრს) წარმოდგენილი მნიშვნელობის).

ინფორმაციის პრეზენტაციის პირველ ფორმას ეწოდება ანალოგი, ანუ უწყვეტი. ამ ფორმით წარმოდგენილი ღირებულებები შეიძლება იყოს, პრინციპში, ნებისმიერი მნიშვნელობა გარკვეულ დიაპაზონში. იმ მნიშვნელობების რაოდენობა, რომელსაც შეუძლია მიიღოს ასეთი მნიშვნელობა უსასრულოდ დიდია. აქედან გამომდინარე სახელი - უწყვეტი მნიშვნელობა და უწყვეტი ინფორმაცია. სიტყვა უწყვეტობა ნათლად ხაზს უსვამს ასეთი რაოდენობების მთავარ თვისებას - ხარვეზების არარსებობას, უფსკრულებს იმ ღირებულებებს შორის, რაც მოცემულ ანალოგურ მნიშვნელობას შეუძლია მიიღოს. ანალოგური ფორმის გამოყენებისას, ნაკლები მოწყობილობაა საჭირო კომპიუტერის შესაქმნელად (თითოეული რაოდენობა წარმოდგენილია ერთით და არა რამდენიმე სიგნალით), მაგრამ ეს მოწყობილობები უფრო რთული იქნება (მათ უნდა განასხვავონ სიგნალის გაცილებით მეტი მდგომარეობა). წარმოდგენის უწყვეტი ფორმა გამოიყენება ანალოგურ კომპიუტერებში (ABM). ეს მანქანები ძირითადად გამიზნულია დიფერენციალური განტოლების სისტემებით აღწერილი პრობლემების გადასაჭრელად: მოძრავი ობიექტების ქცევის შესწავლა, პროცესებისა და სისტემების მოდელირება, პარამეტრული ოპტიმიზაციისა და ოპტიმალური კონტროლის პრობლემების გადაჭრა. უწყვეტი სიგნალების დამუშავების მოწყობილობებს აქვთ უფრო მაღალი სიჩქარე, მათ შეუძლიათ სიგნალის ინტეგრირება, განახორციელონ მისი ნებისმიერი ფუნქციური ტრანსფორმაცია და ა.შ.

ინფორმაციის პრეზენტაციის მეორე ფორმას ეწოდება დისკრეტული (ციფრული). ასეთ რაოდენობებს, რომლებიც იღებენ არა ყველა შესაძლო, არამედ მხოლოდ საკმაოდ განსაზღვრულ მნიშვნელობას, ეწოდება დისკრეტული (წყვეტილი). უწყვეტი სიდიდისგან განსხვავებით, დისკრეტული სიდიდის მნიშვნელობების რიცხვი ყოველთვის სასრული იქნება. წარმომადგენლობის დისკრეტული ფორმა გამოიყენება ციფრულ ელექტრონულ კომპიუტერებში (კომპიუტერები), რომლებიც ადვილად აგვარებენ დიდი რაოდენობით ინფორმაციის შენახვას, დამუშავებასა და გადაცემასთან დაკავშირებულ პრობლემებს.

კომპიუტერების მუშაობის ავტომატიზაციისთვის, სხვადასხვა სახის ინფორმაციასთან დაკავშირებით, ძალიან მნიშვნელოვანია მათი პრეზენტაციის ფორმის გაერთიანება - ამისათვის ჩვეულებრივ გამოიყენება კოდირების ტექნიკა.

კოდირება არის სიგნალის პრეზენტაცია გარკვეული ფორმით, მოსახერხებელი ან შესაფერისი სიგნალის შემდგომი გამოყენებისათვის. მკაცრად რომ ვთქვათ, ეს არის წესი, რომელიც აღწერს გამოსახულებას სიმბოლოების ერთი ნაკრებიდან მეორე სიმბოლოზე. შემდეგ ნაჩვენები სიმბოლოების ნაკრები ეწოდება ორიგინალ ანბანს, ხოლო სიმბოლოების ნაკრები, რომელიც გამოიყენება ჩვენებისათვის, ეწოდება კოდის ანბანი, ან ანბანი კოდირებისთვის. ამ შემთხვევაში, ორიგინალური ანბანის ორივე ინდივიდუალური სიმბოლო და მათი კომბინაციები ექვემდებარება კოდირებას. ანალოგიურად, კოდის შესაქმნელად გამოიყენება კოდის ანბანის ორივე ცალკეული სიმბოლო და მათი კომბინაციები.

კოდის ანბანის სიმბოლოების კოლექციას, რომელიც გამოიყენება ორიგინალური ანბანის ერთი სიმბოლოს (ან სიმბოლოების ერთობლიობის) კოდირებისათვის, ეწოდება კოდის კომბინაცია, ან, მოკლედ, სიმბოლოების კოდი. ამ შემთხვევაში, კოდის კომბინაცია შეიძლება შეიცავდეს კოდის ანბანის ერთ სიმბოლოს.

ორიგინალური ანბანის სიმბოლოს (ან სიმბოლოთა კომბინაციას), რომელიც შეესაბამება კოდის კომბინაციას, ეწოდება ორიგინალური სიმბოლო.

კოდების კომბინაციების კრებულს ეწოდება კოდი.

სიმბოლოების (ან სიმბოლოების კომბინაციები, თუ არა ორიგინალური ანბანის ცალკეული სიმბოლოები დაშიფრულია) ორიგინალური ანბანის მათი კოდის კომბინაციებთან ერთად ქმნის კორესპონდენციის ცხრილს (ან კოდის ცხრილს).

მაგალითად, ჩვენ შეგვიძლია მოვიყვანოთ მათემატიკური გამონათქვამების წერის სისტემა, მორზეს კოდი, საზღვაო დროშის ანბანი, ბრელის ბრაილის სისტემა და ა.შ.

კომპიუტერულ ტექნოლოგიას ასევე აქვს საკუთარი კოდირების სისტემა - მას ეწოდება ორობითი კოდირება და ემყარება მონაცემების წარმოდგენას მხოლოდ ორი სიმბოლოს თანმიმდევრობით: 0 და 1 (გამოიყენება ორობითი რიცხვითი სისტემა). ამ სიმბოლოებს ეწოდება ორობითი რიცხვები, ან ბიტები (ორობითი ციფრული).

თუ ორობითი კოდირების სისტემაში ბიტების რაოდენობა გაიზარდა ერთით, მაშინ ამ სისტემაში გამოთქმული მნიშვნელობების რაოდენობა გაორმაგდება. შემდეგი ფორმულა გამოიყენება მნიშვნელობების რაოდენობის გამოსათვლელად:

სადაც N არის დამოუკიდებლად კოდირებული მნიშვნელობების რაოდენობა,

და m არის ამ სისტემაში მიღებული ორობითი კოდირების სიგანე.

მაგალითად, რამდენი მნიშვნელობის (N) დაშიფვრა შესაძლებელია 10 ბიტით (მ)?

ამისათვის ჩვენ ვამატებთ 2 მეათე სიმძლავრეს (მ) და ვიღებთ N = 1024 -ს, ანუ ორობითი კოდირების სისტემაში 1024 დამოუკიდებლად კოდირებული მნიშვნელობების დაშიფვრა შესაძლებელია 10 ბიტით.

ტექსტური ინფორმაციის კოდირება

ტექსტური მონაცემების დასაშიფრებლად გამოიყენება სპეციალურად შემუშავებული კოდირების ცხრილი, რომელიც დაფუძნებულია ანბანის თითოეული სიმბოლოს კონკრეტულ მთელ რიცხვზე. რვა ორობითი ბიტი საკმარისია 256 სხვადასხვა სიმბოლოს დასაშიფრად. ეს საკმარისია რვა ბიტიანი სხვადასხვა კომბინაციით გამოხატოს ინგლისური და რუსული ენების ყველა სიმბოლო, მცირე და დიდი, ასევე სასვენი ნიშნები, ძირითადი არითმეტიკული მოქმედებების სიმბოლოები და ზოგიერთი საერთო სპეციალური სიმბოლო. მაგრამ ყველაფერი არც ისე მარტივია და არის გარკვეული სირთულეები. კომპიუტერული ტექნოლოგიის განვითარების ადრეულ წლებში ისინი ასოცირდებოდნენ საჭირო სტანდარტების ნაკლებობასთან და ახლა, პირიქით, ისინი გამოწვეულია ერთდროულად მოქმედი და კონფლიქტური სტანდარტების სიმრავლით. დედამიწაზე გავრცელებული თითქმის ყველა ენისთვის შეიქმნა საკუთარი კოდის ცხრილი. იმისათვის, რომ მთელმა მსოფლიომ თანაბრად დაშიფროს ტექსტური მონაცემები, საჭიროა ერთიანი კოდირების ცხრილები, რაც ჯერჯერობით შეუძლებელი გახდა.

ინფორმაციის გრაფიკული კოდირება

გრაფიკული ინფორმაციის კოდირება ემყარება იმ ფაქტს, რომ გამოსახულება შედგება უმცირესი წერტილებისგან, რომლებიც ქმნიან დამახასიათებელ შაბლონს, რომელსაც ეწოდება რასტერი. თითოეულ წერტილს აქვს საკუთარი ხაზოვანი კოორდინატები და თვისებები (სიკაშკაშე), შესაბამისად, მათი გამოხატვა შესაძლებელია მთელი რიცხვების გამოყენებით - ბიტმაპის კოდირება საშუალებას გაძლევთ გამოიყენოთ ორობითი კოდი გრაფიკული ინფორმაციის წარმოსადგენად. შავ-თეთრი ილუსტრაციები წარმოდგენილია კომპიუტერში, როგორც წერტილების კომბინაცია ნაცრისფერი 256 ფერებით-რვა ბიტიანი ორობითი რიცხვი საკმარისია ნებისმიერი წერტილის სიკაშკაშის დასადგენად.

ფერადი გრაფიკული გამოსახულებების დასაშიფრებლად გამოიყენება თვითნებური ფერის დაშლის (დაშლის) პრინციპი ძირითად კომპონენტებად. ამ შემთხვევაში, ფერადი გრაფიკული ინფორმაციის კოდირების სხვადასხვა მეთოდი შეიძლება გამოყენებულ იქნას. მაგალითად, პრაქტიკაში ითვლება, რომ ადამიანის თვალისთვის ხილული ნებისმიერი ფერის მიღება შესაძლებელია პირველადი ფერების მექანიკურად შერევით. სამი ძირითადი ფერი გამოიყენება როგორც კომპონენტები: წითელი (წითელი, R), მწვანე (მწვანე, G) და ლურჯი (ლურჯი, B). ამ კოდირების სისტემას ეწოდება RGB.

24 ბიტი სჭირდება ფერადი გამოსახულების ერთი წერტილის ფერის დაშიფვრას. ამავდროულად, კოდირების სისტემა იძლევა 16.5 მილიონი განსხვავებული ფერის ერთმნიშვნელოვან განსაზღვრებას, რაც რეალურად ახლოსაა ადამიანის თვალის მგრძნობელობასთან. 24-ბიტიანი ფერადი ჩვენების რეჟიმი ეწოდება True Color.

თითოეულ ძირითად ფერს შეიძლება მიენიჭოს დამატებითი ფერი, ანუ ფერი, რომელიც ავსებს ძირითად ფერს თეთრთან. შესაბამისად, დამატებითი ფერებია: ციანი (C), მეწამული (მაგენტა, M) და ყვითელი (ყვითელი, Y). კოდირების ეს მეთოდი მიღებულია ბეჭდვის ინდუსტრიაში, მაგრამ ბეჭდვის ინდუსტრია ასევე იყენებს მეოთხე მელანს - შავს (შავი, K). ეს კოდირების სისტემა აღინიშნება CMYK და ამ სისტემაში ფერადი გრაფიკის გამოსახატავად თქვენ უნდა გქონდეთ 32 ბიტი. ამ რეჟიმს ეწოდება True Color.

თუ შეამცირებთ თითოეული წერტილის ფერის დასაშიფრებლად გამოყენებული ბიტების რაოდენობას, შეგიძლიათ შეამციროთ მონაცემების რაოდენობა, მაგრამ დაშიფრული ფერების დიაპაზონი მნიშვნელოვნად შემცირდება. ფერადი გრაფიკის კოდირებას 16 ბიტიანი ორობითი რიცხვებით ეწოდება მაღალი ფერის რეჟიმი.

აუდიო კოდირება

აუდიო ინფორმაციის კოდირების ტექნიკა და მეთოდები მოვიდა კომპიუტერულ ტექნოლოგიაში ყველაზე გვიან და ჯერ კიდევ შორს არის სტანდარტიზაციისგან. ბევრმა ცალკეულმა კომპანიამ შეიმუშავა საკუთარი კორპორატიული სტანდარტები, თუმცა ორი ძირითადი სფერო შეიძლება განვასხვავოთ.

FM (სიხშირის მოდულაცია) მეთოდი ემყარება იმ ფაქტს, რომ თეორიულად, ნებისმიერი რთული ბგერა შეიძლება დაიშალოს სხვადასხვა სიხშირის უმარტივესი ჰარმონიული სიგნალების თანმიმდევრობით, რომელთაგან თითოეული წარმოადგენს რეგულარულ სინუსოიდს და, შესაბამისად, აღწერილია რიცხვითი პარამეტრებით. ანუ კოდით. ბუნებაში, აუდიო სიგნალებს აქვთ უწყვეტი სპექტრი, ანუ ისინი ანალოგიურია. მათი დაშლა ჰარმონიულ სერიებად და დისკრეტული ციფრული სიგნალების სახით წარმოდგენა ხდება სპეციალური მოწყობილობების მიერ-ანალოგურ-ციფრულ გადამყვანებზე (ADC). ციფრული-ანალოგური გადამყვანები (DACs) ასრულებენ შებრუნებულ გარდაქმნას ციფრული კოდირებული აუდიოს რეპროდუცირებისათვის. ასეთი გარდაქმნებით, ინფორმაციის ნაწილი იკარგება, ამიტომ ხმის ჩაწერის ხარისხი, როგორც წესი, არ არის დამაკმაყოფილებელი და შეესაბამება უმარტივესი ელექტრო მუსიკალური ინსტრუმენტების ხმის ხარისხს ელექტრონული მუსიკისათვის დამახასიათებელი "ფერით".

ტალღის მაგიდის მეთოდი საუკეთესოდ შეეფერება ხელოვნების მდგომარეობას. არსებობს წინასწარ მომზადებული მაგიდები, რომლებიც ინახავს ხმის ნიმუშებს მრავალი განსხვავებული მუსიკალური ინსტრუმენტისთვის. ტექნიკურად, ასეთ ნიმუშებს ეწოდება ნიმუშები. რიცხვითი კოდები გამოხატავს ინსტრუმენტის ტიპს, მოდელის ნომერს, სიმაღლეს, ხმის ხანგრძლივობას და ინტენსივობას, მისი ცვლილების დინამიკას. ვინაიდან "რეალური" ბგერები გამოიყენება როგორც ნიმუშები, სინთეზის შედეგად მიღებული ხმის ხარისხი ძალიან მაღალია და ახლოსაა რეალური მუსიკალური ინსტრუმენტების ხმის ხარისხთან.

მონაცემთა ერთეულები

ინფორმაციის ყველაზე პატარა ერთეული არის ბაიტი, რომელიც რვა ბიტია. ერთ ბაიტს შეუძლია დაშიფროს ერთი 256 მნიშვნელობა. ასევე არსებობს უფრო დიდი ერთეულები, როგორიცაა კილობაიტი (KB), მეგაბაიტი (MB), გიგაბაიტი (GB) და ტერაბაიტი (TB).

1 ბაიტი = 8 ბიტი

1 კბ = 1024 ბაიტი

1 მბ = 1024 კბ = 2 20 ბაიტი

1 გბ = 1024 მბ = 2 30 ბაიტი

1 ტბ = 1024 გბ = 2 40 ბაიტი

საკონტროლო კითხვები

1. რას სწავლობს კომპიუტერული მეცნიერება?

2. როგორ განვითარდა ინფორმაციის შეგროვების, შენახვისა და გადაცემის მეთოდები?

3. როგორია თანამედროვე ინფორმატიკის სტრუქტურა?

4. რა არის ინფორმაცია?

5. რა ფუნქციებს ასრულებს ინფორმაცია?

6. აღწერეთ ძირითადი საინფორმაციო პროცესები.

7. რა არის ძირითადი განსხვავება მონაცემებსა და ინფორმაციას შორის?

8. რა თვისებები აქვს ინფორმაციას?

9. რას ნიშნავს საზოგადოების ინფორმატიზაცია?

10. რა მახასიათებლებია ინფორმაციული საზოგადოება?

11. რა არის რიცხვითი სისტემები და რა არის ისინი? მიეცით მაგალითები.

12. მიეცით ძირითადი პოზიციური რიცხვითი სისტემების აღწერა.

13. რა ორი ფორმით შეიძლება ინფორმაციის წარმოდგენა? აღწერეთ ისინი და მიეცით მაგალითები.

14. რა არის კოდირება? მიეცით ცხოვრების კოდირების მაგალითები.

15. რა არის კომპიუტერში ინფორმაციის პრეზენტაციის ძირითადი ერთეული?

16. როგორ ხდება სხვადასხვა სახის ინფორმაციის კოდირება კომპიუტერში?

17. რა ერთეულებია გამოყენებული ინფორმაციის გასაზომად?

3.1 მონაცემების პრეზენტაცია კომპიუტერში

მათემატიკური გამოთვლების ჩატარებისას კომპიუტერის შიგნით რიცხვები შეიძლება წარმოდგენილი იყოს აღნიშვნის ბუნებრივი და ნორმალური ფორმების გამოყენებით.

ბუნებრივი აღნიშვნის მაგალითია 456.43. ასეთი რიცხვის ჩასაწერად მანქანური სიტყვა (ოპერანდი) იყოფა ორ ფიქსირებულ ველად (ნაწილად). პირველი ველი დაცულია რიცხვის მთელი ნაწილის ჩაწერისთვის, ხოლო მეორე - რიცხვის წილადური ნაწილის ჩაწერისთვის. ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიტი გამოიყენება რიცხვის ნიშნის მითითებისთვის.

გამოთვლაში ჩვეულებრივია რიცხვის მთლიანი ნაწილის გამოყოფა წილადი ნაწილისგან წერტილით. ვინაიდან ამ შემთხვევაში მკაფიოდ არის განსაზღვრული წერტილის პოზიცია მთელ რიცხვსა და წილადს შორის, რიცხვების ამგვარ წარმოდგენას ეწოდება წარმოდგენა ფიქსირებული წერტილი... ქვემოთ ნახ. 3.1 გვიჩვენებს მანქანურ სიტყვას, რომლის სიგრძეა 16 ბიტი (2 ბაიტი).

მანქანური სიტყვაარის კომპიუტერული ინფორმაციის სტრუქტურული ერთეული. მანქანური სიტყვების დახმარებით იწერება რიცხვები, სიმბოლოები და ბრძანებები. თანამედროვე კომპიუტერებში მანქანური სიტყვების სიგრძეა 32 ... 128 ბიტი. ფიზიკურად, მანქანური სიტყვის თითოეული ბიტი ცალკე მეხსიერების ელემენტია (გამომწვევი ან შესანახი კონდენსატორი).

ბრინჯი 3.2. მთელი რიცხვითი წარმომადგენლობა

რიცხვის ჩაწერის ნორმალური ფორმა ასეთია:

სად მ - მანტისარიცხვები; გვ - შეკვეთა; დ - ბაზარიცხვითი სისტემა.

ბრძანება მიუთითებს იმ წერტილის რიცხვში მდებარეობას, რომელიც მთელ რიცხვს ჰყოფს რიცხვის წილადური ნაწილისგან. რიგიდან გამომდინარე, წერტილი მოძრაობს (მიცურავს) მანტისას გასწვრივ. რიცხვების წარმოდგენის ამ ფორმას ეწოდება ფორმა ერთად მცურავი წერტილი... ბრინჯი 3.3 ასახავს მცურავი წერტილის რიცხვის ფორმას, მაგალითად, 32-ბიტიანი მანქანური სიტყვის გამოყენებით.

მაგალითად, მოდით m = 0.3, d = 10 და თანმიმდევრობა განსხვავებული იქნება:

0.3 · 10 -1 = 0.03; 0.3 · 10 -2 = 0.003; 0.3 · 10 2 = 30; 0.3 · 10 3 = 300.

მოცემული მაგალითიდან ჩანს, რომ წესრიგის ცვლილების გამო, წერტილი მოძრაობს (მიცურავს) მანტისას გასწვრივ. უფრო მეტიც, თუ ბრძანება უარყოფითია, წერტილი გადადის მანტისას გასწვრივ მარცხნივ, ხოლო თუ ის დადებითია, მაშინ მარჯვნივ.

31

…

…

ბრინჯი 3.3. მცურავი წერტილის წარმოდგენა

ამ შემთხვევაში, მანქანური სიტყვა იყოფა ორ მთავარ ველად. ერთ ველში იწერება რიცხვის მანტიზა, მეორეში მითითებულია რიცხვის რიგი. მცურავი წერტილების რიცხვების დიაპაზონი მნიშვნელოვნად აღემატება ფიქსირებული წერტილების რიცხვების დიაპაზონს. თუმცა, კომპიუტერების სიჩქარე მცურავი წერტილების რიცხვების დამუშავებისას გაცილებით დაბალია, ვიდრე ფიქსირებული წერტილების რიცხვების დამუშავებისას.

3.2 ბრძანებების წარმოდგენა კომპიუტერში

კომპიუტერული პროგრამა შედგება ბრძანებების თანმიმდევრობისგან.

ქვეშ გუნდიგაგებულია, როგორც ინფორმაცია, რომელიც უზრუნველყოფს პროცესორის მართვის მოწყობილობაში წარმოქმნილი საკონტროლო სიგნალების წარმოებას მანქანას გარკვეული მოქმედების შესასრულებლად.

ბრძანების ველი შედგება ორი ნაწილისგან: საოპერაციო ოთახიდა მიზნობრივი... ოპერატიულ ნაწილში მითითებულია ოპერაციის კოდი (CPC). კოდი განსაზღვრავს მოქმედებას, რომელიც კომპიუტერმა უნდა შეასრულოს (არითმეტიკა - შეკრება, გამოკლება, ლოგიკური - ინვერსია და სხვა).

ბრძანების მისამართის ნაწილი შეიცავს ოპერაციაში ჩართული ოპერანდების (რიცხვების ან სიმბოლოების) მისამართებს. ქვეშ მისამართინიშნავს RAM ან ROM უჯრედის რაოდენობას, სადაც ჩაწერილია ინფორმაცია, რომელიც აუცილებელია ბრძანების შესასრულებლად.

ამრიგად, კომპიუტერი (უფრო ზუსტად, პროცესორი) ასრულებს მოქმედებას, რომელიც განისაზღვრება ოპერაციის კოდით, მონაცემებზე, რომელთა ადგილმდებარეობა მითითებულია ბრძანების მისამართის ნაწილში.

ბრძანებაში მითითებული მისამართების რაოდენობა შეიძლება განსხვავებული იყოს. მისამართების რაოდენობიდან გამომდინარე, გამოირჩევა ბრძანების შემდეგი ფორმატები: ერთი, ორი და სამი მისამართი. ასევე არის გაუგზავნელი ბრძანებები. ლეღვი 3.4 გვიჩვენებს სხვადასხვა ბრძანებების სტრუქტურას.

CPC	A1
CPC	A1	A2
CPC	A1	A2	A3

ბრძანების ოპერატიული მისამართი

გუნდის ნაწილი

ბრინჯი 3.4. გუნდის სტრუქტურა

სამი მისამართის ბრძანებარომელიც ასრულებს, მაგალითად, დამატებით ოპერაციას, უნდა შეიცავდეს დამატებით ოპერაციის კოდს და სამ მისამართს.

ამ ბრძანების მიერ შესრულებული მოქმედებები აღწერილია ოპერაციების შემდეგი თანმიმდევრობით.

1. აიღეთ ნომერი შენახული პირველ მისამართზე A1.

2. აიღეთ მეორე მისამართზე A2 შენახული ნომერი და დაამატეთ იგი პირველ რიცხვს.

3. ჩაწერეთ მესამე მისამართის დამატების შედეგი A3.

ორი მისამართის ბრძანების შემთხვევაში, მესამე მისამართი არ არსებობს, ხოლო შედეგი შეიძლება დაიწეროს ან მეორე მისამართზე (იქ დაწერილი ინფორმაციის დაკარგვით), ან დარჩეს დამატების რეესტრში, სადაც დამატების ოპერაციაა შესრულებულია, შესრულებულ იქნა. შემდეგ, დამატების რეგისტრაციის გასათავისუფლებლად, საჭიროა დამატებითი ბრძანება ნომრის გადაწერა საჭირო მისამართზე. A1 და A2 მისამართებზე შენახული ორი რიცხვის დამატების ორგანიზებისას, A3 გამოყენებით შედეგის ჩაწერით unicast ბრძანებები, უკვე სამი ბრძანებაა საჭირო.

1. დარეკეთ ადრესატზე (ALU) იმ ნომერზე, რომელიც ინახება A1 მისამართზე.

2. დარეკეთ A2- ში შენახულ ნომერზე და დაამატეთ იგი პირველ ნომერს.

3. შედეგის ჩაწერა A3– ზე.

ამრიგად, რაც უფრო ნაკლებ მისამართს შეიცავს ბრძანება, მით უფრო მეტი ბრძანებაა საჭირო ერთიდაიგივე პროგრამის შესაქმნელად.

ბრძანებაში მისამართების რაოდენობის გაზრდით, აუცილებელია მანქანური სიტყვის სიგრძის გაზრდა, რათა გამოვყოთ საჭირო ველები ბრძანებების მისამართის ნაწილისათვის. კომპიუტერის მეხსიერების რაოდენობის ზრდასთან ერთად იზრდება ერთი ველის სიგრძე, რომელიც საჭიროა ერთი მისამართის მითითებისთვის. ამავე დროს, ყველა ბრძანება სრულად არ იყენებს მისამართების ველებს. მაგალითად, მოცემულ მისამართზე რიცხვის ჩაწერის ბრძანება მოითხოვს მხოლოდ ერთ მისამართის ველს. მანქანური სიტყვის სიგრძის დაუსაბუთებელი ზრდა მულტიკასტ ბრძანებების გამოყენებისათვის იწვევს კომპიუტერის სიჩქარის შემცირებას, ვინაიდან უფრო გრძელი ველები უნდა დამუშავდეს.

არსებობს დაუსაბუთებელი ბრძანებები, რომლებიც შეიცავს მხოლოდ ოპ კოდს და საჭირო მონაცემები წინასწარ არის მოთავსებული პროცესორის გარკვეულ რეგისტრებში.

თანამედროვე კომპიუტერები ავტომატურად ასრულებენ რამდენიმე ასეულ სხვადასხვა ბრძანებას. მანქანების ყველა ბრძანება შეიძლება დაიყოს ჯგუფებად შესრულებული ოპერაციების ტიპების მიხედვით:

· მონაცემთა გადაცემის ოპერაციები;

· არითმეტიკული ოპერაციები;

· ლოგიკური ოპერაციები;

· გარე კომპიუტერული მოწყობილობების წვდომის ოპერაციები;

· კონტროლის გადაცემის ოპერაციები;

· სერვისი და დამხმარე ოპერაციები.

ახალი პროცესორების შექმნისას დეველოპერებს უწევთ რთული ამოცანის გადაწყვეტა ინსტრუქციის სიგრძის არჩევისა და საჭირო ინსტრუქციების ჩამონათვალის განსაზღვრისათვის (ინსტრუქციის ნაკრები). ინსტრუქციის კონფიგურაციის კონფლიქტურმა მოთხოვნებმა განაპირობა პროცესორების შექმნა სხვადასხვა ინსტრუქციის ფორმატით (CISC და RISC არქიტექტურა).

3.3 კოდის ცხრილი

კოდის ცხრილიარის ასოების, რიცხვების, სიმბოლოების და საკონტროლო სიგნალების შიდა (კოდირებული) წარმოდგენა მანქანაში. ასე რომ, კოდის ცხრილში ლათინური ასო წარმოდგენილია ათობითი რიცხვით 65D (კომპიუტერის შიგნით ეს რიცხვი წარმოდგენილი იქნება ორობითი რიცხვით 01000001B), ლათინური ასო C - რიცხვით 67D, ლათინური ასო M - 77D, და ა.შ. ამრიგად, სიტყვა "სამარა" დიდი ლათინური ასოებით დაწერილი იქნება კომპიუტერის შიგნით ციფრების სახით:

67D-65D-77D-65D-80D-65D.

უფრო ზუსტად რომ ვთქვათ, კომპიუტერის შიგნით ეს სიტყვა ინახება და გამოიყენება ორობითი რიცხვების სახით:

01000011V-01000001V-01001101V-01000001V-0101000V-01000001V

ციფრები (მაგალითად, 1 - 49D, 2 - 59D) და სიმბოლოები (მაგალითად,! - 33D, + - 43D) ანალოგიურად არის კოდირებული.

ალფანუმერულ სიმბოლოებთან ერთად, საკონტროლო სიგნალები დაშიფრულია კოდის ცხრილში. მაგალითად, კოდი 13D იწვევს პრინტერის ბეჭდვის თავში დაბრუნებას მიმდინარე ხაზის დასაწყისში, ხოლო კოდი 10D პრინტერში ჩატვირთულ ქაღალდს ერთი სტრიქონით წინ მიიყვანს.

კოდის ცხრილი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს არა მხოლოდ ათობითი SS- ით, არამედ თექვსმეტობითი SS- ით. კიდევ ერთხელ გაითვალისწინეთ, რომ კომპიუტერის შიგნით მოცირკულირე სიგნალები წარმოდგენილია ორობითი რიცხვის სისტემაში და კოდის ცხრილში, მომხმარებლის უკეთ წასაკითხად, ათობითი ან თექვსმეტობითი SS.

თითოეული ასო, ნომერი, სასვენი ნიშანი ან საკონტროლო სიგნალი დაშიფრულია რვა ბიტიანი ორობითი ნომრით. რვა ბიტიანი რიცხვის (ერთბაიტიანი) გამოყენებით შეგიძლიათ წარმოადგინოთ (დაშიფროთ) 256 თვითნებური სიმბოლო-ასოები, რიცხვები და ნებისმიერი გრაფიკული სურათი.

ASCII კოდის ცხრილი (ამერიკის სტანდარტული კოდი ინფორმაციის გაცვლისთვის) მიღებულია მთელ მსოფლიოში, როგორც სტანდარტი. ASCII ცხრილი არეგულირებს (მკაცრად განსაზღვრავს) შესაძლო სიმბოლოების ზუსტად ნახევარს (ლათინური ასოები, არაბული ციფრები, სასვენი ნიშნები, საკონტროლო სიგნალები). კოდირებისთვის გამოიყენება 0D– დან 127D– მდე კოდები.

ASCII კოდის ცხრილის მეორე ნახევარი (კოდებით 128 -დან 255 -მდე) არ არის განსაზღვრული ამერიკული სტანდარტით და გამიზნულია სხვა ქვეყნების ეროვნული ანბანის სიმბოლოების (კერძოდ, კირიული - რუსული ასოების), ფსევდოგრაფიული სიმბოლოების და ზოგიერთი მათემატიკური სიმბოლოები. სხვადასხვა ქვეყანაში, კომპიუტერის სხვადასხვა მოდელზე, სხვადასხვა ოპერაციულ სისტემაში, შეიძლება გამოყენებულ იქნას კოდის ცხრილის მეორე ნახევრის განსხვავებული ვერსიები (მათ უწოდებენ ASCII გაფართოებებს). მაგალითად, MS-DOS ოპერაციულ სისტემაში გამოყენებულ ცხრილს ეწოდება CP-866. ამ ცხრილის გამოყენებით რუსული ასოებით დაწერილი სიტყვა "SAMARA" ვიღებთ შემდეგ კოდებს:

145D-128D-140D-128D-144D-128D.

Windows ოპერაციულ სისტემაში მუშაობისას გამოიყენება CP-1251 კოდის ცხრილი, რომელშიც ლათინური ასოების კოდირება ემთხვევა CP-866 და ASCII ცხრილების კოდირებას, ხოლო ცხრილის მეორე ნახევარს აქვს საკუთარი განლაგება (კოდირება ) პერსონაჟების. ამრიგად, სიტყვა "სამარა", დაწერილი დიდი რუსული ასოებით, ექნება განსხვავებული წარმოდგენა კომპიუტერის შიგნით:

209D-192D-204D-192D-208D-192D.

ამრიგად, გარეგნულად იდენტური სიტყვა (მაგალითად, "SAMARA") კომპიუტერის შიგნით შეიძლება სხვადასხვაგვარად იყოს წარმოდგენილი. ბუნებრივია, ეს იწვევს გარკვეულ დისკომფორტს. ინტერნეტში მუშაობისას ეროვნული ტექსტი ზოგჯერ წაუკითხავი ხდება. ამ შემთხვევაში ყველაზე სავარაუდო მიზეზი არის კოდის ცხრილების მეორე ნახევრის კოდირების შეუსაბამობა.

ყველა ერთბაიტიანი კოდის ცხრილების საერთო ნაკლი (ისინი იყენებენ რვა ბიტიან ორობურ რიცხვებს კოდირებისათვის) არის ინფორმაციის ნაკლებობა სიმბოლოების კოდში, რომელიც აცნობებს მანქანას რომელი კოდის ცხრილი გამოიყენება ამ შემთხვევაში.

ფირმების საზოგადოების მიერ უნიკოდისხვა სიმბოლოების კოდირების სისტემა შემოთავაზებულია როგორც სტანდარტი. ამ სისტემაში ორი ბაიტი (16 ბიტი) გამოიყენება ერთი სიმბოლოს წარმოსადგენად (კოდირებისთვის) და ეს საშუალებას აძლევს ინფორმაციას შეიტანოს სიმბოლოების კოდში, თუ რომელ ენას ეკუთვნის პერსონაჟი და როგორ უნდა იყოს ნაჩვენები მონიტორის ეკრანზე ან პრინტერი. ორი ბაიტი იძლევა 65,536 სიმბოლოს კოდირების საშუალებას. მართალია, ერთი და იგივე ტექსტით დაკავებული ინფორმაციის მოცულობა გაორმაგდება. მაგრამ ტექსტები ყოველთვის იქნება „წასაკითხი“ მიუხედავად გამოყენებული ეროვნული ენისა და ოპერაციული სისტემისა.

3.4 მაგნიტურ დისკებზე მონაცემთა შენახვის ორგანიზება

3.4.1. დისკები

დისკები- მოწყობილობები ინფორმაციის მუდმივი შესანახად. ნებისმიერ კომპიუტერს აქვს მყარი დისკი, რომლის მიზანია წაკითხვა და ჩაწერა არასამუშაო მაგნიტურ დისკზე (მყარ დისკზე) და ფლოპი დისკზე (ან დისკზე), რომელიც გამოიყენება ფლოპი დისკებზე (ფლოპი დისკებზე) წასაკითხად და წერისათვის. გარდა ამისა, შეიძლება იყოს დისკები CD– ებთან მუშაობისთვის, მაგნიტო – ოპტიკური დისკები და ა.

ნებისმიერი მყარი დისკი ან მაგნიტო-ოპტიკური დისკი შეიძლება დაიყოს რამდენიმე ნაწილად, რაც მომხმარებლისთვის ეკრანზე გამოიყურება იგივე როგორც ფიზიკურად არსებული დისკები. ამ ნაწილებს ეწოდება ლოგიკური დისკები... თითოეულ ლოგიკურ დისკს აქვს სახელი (ასო), რომლითაც მისი წვდომა შესაძლებელია. ამრიგად, ლოგიკური დისკი არის ჩვეულებრივი მყარი დისკის ნაწილი, რომელსაც აქვს საკუთარი სახელი. მაგალითად, 3 GB მყარი დისკი შეიძლება დაიყოს ორ ლოგიკურ დისკად: დისკი C: 2 GB და დისკი D: 1 GB.

დისკს, რომელზედაც იწერება ოპერაციული სისტემა, ეწოდება სისტემური(ან ჩამტვირთავი) დისკი. C: მყარი დისკი ყველაზე ხშირად გამოიყენება როგორც ჩამტვირთავი დისკი.

DOS და Windows ოპერაციულ სისტემებში თითოეულ დისკს შეიძლება დამატებით მიენიჭოს სახელები (ეტიკეტი - ეტიკეტი), რომლებიც ასახავს მათ შინაარსს, მაგალითად: სისტემა, გრაფიკა, ტექსტები, განაწილებები და ა.

3.4.2. ფაილები

ინფორმაცია დისკებზე (მყარი დისკები, ფლოპი დისკები, მაგნიტო-ოპტიკური დისკები, CD და სხვ.) ინახება ფაილებში.

ფაილიეს არის ერთმანეთთან დაკავშირებული მონაცემების ერთობლიობა, რომელიც აღიქმება მთლიანად კომპიუტერის მიერ, რომელსაც აქვს საერთო სახელი და მდებარეობს დისკზე ან სხვა საცავზე. ფაილებს შეუძლიათ შეინახონ პროგრამის ტექსტები, დოკუმენტები, მზა პროგრამები, ნახატები და ა.

ოპერაციული სისტემისა და სხვა პროგრამებისათვის ფაილებზე წვდომისათვის, ფაილები უნდა იყოს დასახელებული. ამ აღნიშვნას ქვია ფაილის სახელი. ფაილის სახელი ჩვეულებრივ შედგება ორი ნაწილისგან- ნამდვილი სახელი (DOS– ში, 1 – დან 8 სიმბოლომდე, Windows– ში - 1 – დან 254 სიმბოლომდე) და გაფართოება 3 სიმბოლომდე. სახელი და გაფართოება გამოყოფილია წერტილით. ხშირად სახელი და გაფართოება ერთობლივად მოიხსენიება როგორც სახელი. ფაილების სახელების მაგალითები:

vova.doc tetris.exe doc.arj config.sys

სახელი და გაფართოება შეიძლება შედგებოდეს დიდი და მცირე ლათინური ასოებისგან (შესაძლებელია რუსული ასოებიც), რიცხვები და სიმბოლოები, გარდა საკონტროლო სიმბოლოებისა და სიმბოლოებისა \ /: *?< >; , + =. ფაილების სახელებში რუსული ასოები სიფრთხილით უნდა იქნას გამოყენებული - ზოგიერთ პროგრამას არ ესმის სახელები რუსული ასოებით. ფაილის სახელები შეიძლება შეიცავდეს სიმბოლოებს "-" (დეფისი), "_" (ხაზს უსვამს ხაზს), "$" (დოლარი), "#" (ჰაში), "&" (ამპერსანდი, ტიპოგრაფიული "და" ინგლისურ ქვეყნებში), " @ "(" ძაღლი "),"! ","% ", ფრჩხილები, ციტატები," ^ "(" ქუდი ")," '"(აპოსტროფი)," ~ "(ტილდა ან" ტალღა ").

ფაილის სახელის გაფართოება არჩევითია. ის ჩვეულებრივ აღწერს ფაილის შინაარსს, ამიტომ გაფართოების გამოყენება ძალიან მოსახერხებელია. ბევრმა პროგრამამ დააყენა კონკრეტული ფაილის სახელის გაფართოება, ასე რომ თქვენ შეგიძლიათ გითხრათ რომელი პროგრამამ შექმნა ფაილი. გარდა ამისა, ბევრი პროგრამა (მაგალითად, shell პროგრამები) საშუალებას გაძლევთ დარეკოთ შესაბამისი პროგრამა ფაილის სახელის გაფართოებით და დაუყოვნებლივ ჩატვირთოთ ეს ფაილი მასში. ტიპიური გაფართოების მაგალითები:

com, exe - შესრულებადი ფაილები (მზადაა პროგრამების გასაშვებად); თუ შეარჩიეთ ფაილი ამ გაფართოებით და დააჭირეთ Enter ღილაკს, პროგრამა დაუყოვნებლივ დაიწყებს მუშაობას;

bat - ბრძანების (სურათების) ფაილები;

txt, doc, wp, wri - ტექსტური ფაილები (დოკუმენტები). დოკუმენტის გაფართოება მის დოკუმენტებს ენიჭება MS Word, wp - WordPerfect, wri - MS Write. ფაილები txt გაფართოებით ჩვეულებრივ შეიცავს ტექსტს ყოველგვარი დეკორაციის გარეშე (მხოლოდ ტექსტი, მხოლოდ ტექსტი);

bak - ტექსტის უახლესი ვერსია (სარეზერვო);

tif, pcx, bmp, pic, gif, jpg, cdr - სხვადასხვა ფორმატის გრაფიკული ფაილები;

arj, zip, lzh, rar - სპეციალურად შეკუმშული (zipped) ფაილები;

hlp - დახმარების ფაილები, რჩევები სხვადასხვა პროგრამებისთვის;

drv, ega, vga, sys, dll და სხვა მრავალი - კომუნალური და დრაივერული პროგრამები, რომლითაც კომპიუტერი სწავლობს მუშაობას სხვადასხვა მონიტორთან, კლავიატურაზე, პრინტერებზე, თაგვებზე და იყენებს რუსულ ენას. ეს პროგრამები არ მუშაობს როგორც შესრულებადი ფაილები;

ttf, fon, fnt, sfp, stl, xfr - შრიფტები სხვადასხვა პროგრამებისთვის;

bas, c, pas, asm - შეიცავს პროგრამების ტექსტს BASIC, C, Pascal, Assembler.

შეიძლება იყოს ფაილები სხვა გაფართოებით.

ფაილის ყველაზე მნიშვნელოვანი მახასიათებელია მისი ზომა... იგი იზომება ბაიტებში, KBytes, MBytes.

3.4.3. საქაღალდეები

ფაილის სახელები ჩაწერილია დისკებზე დირექტორიებში (ან დირექტორიებში). Windows- ში დირექტორიებს საქაღალდეები ეწოდება.

საქაღალდეებიარის სპეციალური ადგილი დისკზე, სადაც ინახება ფაილის სახელები, ინფორმაცია ფაილების ზომის შესახებ, მათი ბოლო განახლების დრო, ფაილების ატრიბუტები (თვისებები) და ა. თუ ფაილის სახელი ინახება საქაღალდეში, მაშინ ნათქვამია, რომ ეს ფაილი არის ამ საქაღალდეში. თითოეულ დისკს შეიძლება ჰქონდეს მრავალი საქაღალდე.

თითოეულ საქაღალდეს აქვს სახელი. ფოლდერის სახელების მოთხოვნები იგივეა რაც ფაილების სახელებისთვის. საერთოდ, საქაღალდეების სახელის გაფართოება არ გამოიყენება, თუმცა აკრძალული არ არის.

სრული ფაილის სახელიაქვს შემდეგი ფორმა (ფრჩხილებში [და] აღნიშნავს არჩევით ელემენტებს):

[დისკი:] [გზა \] ფაილის სახელი

გზაარის საქაღალდის (დირექტორიის) სახელების ან სიმბოლოების თანმიმდევრობა ".." გამოყოფილი "\" - ით. გზა განსაზღვრავს მარშრუტს დისკის მიმდინარე ან ძირეული საქაღალდიდან იმ საქაღალდეში, რომელშიც ფაილი მდებარეობს. თუ გზა იწყება "\" სიმბოლოთი, მაშინ მარშრუტი გამოითვლება დისკის ძირეული საქაღალდიდან, წინააღმდეგ შემთხვევაში - მიმდინარე საქაღალდედან. ბილიკის თითოეული საქაღალდის სახელი შეესაბამება ამ სახელის მქონე საქაღალდეში შესვლას, სიმბოლო ".." შეესაბამება საქაღალდეში ერთ დონით მაღლა შესვლას. Მაგალითად:

A: \ text1.txt - text1.txt ფაილი მდებარეობს A: დისკის ძირეულ საქაღალდეში;

C: \ WORKS \ PASCAL \ prog1.pas - prog1.pas ფაილი მდებარეობს PASCAL საქაღალდეში, რომელიც, თავის მხრივ, მდებარეობს სამუშაოების საქაღალდეში, რომელიც მდებარეობს C: დისკის ძირეულ საქაღალდეში.

3.4.4. დისკის ფაილის სტრუქტურა

ახალ მაგნიტურ დისკზე ინფორმაციის ჩაწერის მიზნით, ის წინასწარ უნდა იყოს ფორმატირებული. ფორმატირება- ეს არის დისკის მომზადება ინფორმაციის ჩაწერისთვის.

ფორმატირების დროს, დისკზე იწერება სერვისის ინფორმაცია (კეთდება მარკირება), რომელიც შემდეგ გამოიყენება ინფორმაციის დასაწერად და წასაკითხად. მარკირება ხდება ელექტრომაგნიტური ველის გამოყენებით, რომელიც წარმოიქმნება დისკის ჩამწერი ხელმძღვანელის მიერ.

ინფორმაცია ჩაწერილია მიერ ბილიკებიდა თითოეული ბილიკი იყოფა სექტორებიმაგალითად, თითოეული 1024 ბაიტი (სურ. 3.5). 3.5 დიუმიანი ფლოპი დისკი 1.44 მბ მოცულობით შეიცავს 80 ტრეკს და 18 სექტორს.

ბრინჯი 3.6. ვინჩესტერის ცილინდრი

ფიგურა გვიჩვენებს ორ ცილინდრს (პირველი და მეორე), რომლებიც წარმოიქმნება თანაბარი დისკის მქონე სამ მყარ დისკზე. როდესაც მყარი დისკი მუშაობს, რამდენიმე თავი ერთდროულად კითხულობს ინფორმაციას ერთი ცილინდრის ბილიკიდან.

ფაილში არსებულ მონაცემებზე წვდომისათვის, თქვენ უნდა იცოდეთ პირველი სექტორის მისამართი, საიდანაც ინახება ფაილის მონაცემები. სექტორის მისამართი განისაზღვრება სამი კოორდინატით: ბილიკის (ცილინდრის) ნომერი, ზედაპირის ნომერი და სექტორის ნომერი.

ოპერაციული სისტემა (OS) ზრუნავს ამ ინფორმაციის შენახვაზე თითოეული ფაილისთვის. OS ფაილზე წვდომის განსახორციელებლად გამოიყენება ძირეული დირექტორია, FAT (ფაილის განაწილების ცხრილი) ფაილის გამოყოფის ცხრილი და დისკის ჩატვირთვის სექტორი. ეს ელემენტები წარმოიქმნება სისტემის დისკის არე(ან ფლოპი დისკები) და იქმნება დისკის ინიციალიზაციის (ფორმატირების) დროს.

ჩატვირთვის სექტორი, ფაილების განაწილების ცხრილი, root დირექტორია და დარჩენილი თავისუფალი ადგილი დისკზე, რომელსაც ეწოდება მონაცემთა არე, არის ელემენტები დისკის ფაილის სტრუქტურა.

მყარი დისკი შეიძლება დაიყოს რამდენიმე ნაწილად. ამრიგად, მყარი დისკის საწყისი სექტორები შეიცავს ინფორმაციას დანაყოფების რაოდენობის, მათი ადგილმდებარეობისა და ზომის შესახებ. მყარი დისკის დანაყოფები განიხილება როგორც დამოუკიდებელი დისკები, რომელთაგან თითოეული ცალკე ინიციალიზებულია, აქვს საკუთარი ასოების აღნიშვნა (C:, D:, E:, F: და ა.შ.) და საკუთარი ფაილის სტრუქტურის ელემენტები.

ჩექმის სექტორი(ჩატვირთვის ჩანაწერი)არის დისკის სავიზიტო ბარათი, რომელიც შეიცავს მონაცემებს, რომლებიც აუცილებელია დისკთან მუშაობისთვის. ის განლაგებულია თითოეულ დისკზე ლოგიკური სექტორის ნომრით 0. შემდეგი მახასიათებლები ჩაწერილია ჩატვირთვის სექტორში:

სისტემის იდენტიფიკატორი, თუ ოპერაციული სისტემა ჩაწერილია დისკზე;

დისკის სექტორების ზომა ბაიტებში;

კლასტერების რაოდენობა კლასტერში;

კატალოგში ერთეულების რაოდენობა;

დისკზე სექტორების რაოდენობა და ა.

თუ დისკი მომზადებულია როგორც სისტემა (ჩატვირთვის), მაშინ ჩატვირთვის სექტორი შეიცავს ჩატვირთვის პროგრამას ოპერაციული სისტემისთვის. წინააღმდეგ შემთხვევაში, ის შეიცავს პროგრამას, რომელიც ამ დისკიდან ჩატვირთვისას ცდილობს, ოპერაციული სისტემა აჩვენებს შეტყობინებას, რომ ეს დისკი არ არის სისტემური.

დისკზე ჩატვირთვის სექტორს მოყვება ფაილების განაწილების ცხრილი.

ფაილის გამოყოფის ცხრილი(ფაილის გამოყოფის ცხრილი - შემოკლებით FAT)შეიცავს ამ დისკის სექტორებში ყველა ფაილის ადგილმდებარეობის წესის აღწერას, ასევე ინფორმაციას დისკის დეფექტური უბნების შესახებ. FAT– ს მოყვება მისი ზუსტი ასლი, რაც ზრდის ამ ძალიან მნიშვნელოვანი ცხრილის შენახვის საიმედოობას.

როდესაც მომხმარებლები მუშაობენ კომპიუტერზე, დისკის შინაარსი იცვლება: ახალი ფაილები ემატება, არასაჭირო ფაილები იშლება, ზოგიერთი ფაილი ფართოვდება ან მცირდება და ა.

ამ ოპერაციების შესრულება მოითხოვს სპეციალურ მექანიზმს ფაილებს შორის დისკის შესანახი სივრცის გამოყოფისა და მათზე წვდომის უზრუნველსაყოფად. ეს მექანიზმი ხორციელდება ფაილების განაწილების ცხრილის გამოყენებით.

მონაცემების წაკითხვა-ჩაწერის ოპერაციების შესრულებისას, ინფორმაციის გაცვლა დისკსა და კომპიუტერის მეხსიერებას შორის ხდება ბლოკებში. ბლოკის მინიმალური ზომა უდრის სექტორს. ერთი წვდომისათვის დისკზე წვდომის რაოდენობის შესამცირებლად, ინფორმაციის ჩაწერა ან წაკითხვა შესაძლებელია თანმიმდევრულად განლაგებული რამდენიმე სექტორიდან, რაც ქმნის ერთგვარ სუპერბლოკს, ე.წ. მტევანი... ამდენად, მტევანი- რამდენიმე თანმიმდევრულად განლაგებული სექტორი, რომელიც იკითხება ან იწერება ფაილზე ერთი ზარით. მტევნის ზომა შეიძლება განსხვავდებოდეს.

დისკზე ჩაწერილი ფაილი გამოყოფილია მტევნების მთელ რაოდენობაზე, ხოლო გამოყოფილი მტევანი შეიძლება განთავსდეს დისკზე სხვადასხვა ადგილას. განსხვავებით უწყვეტი ფაილებიმდებარეობს მეხსიერების ერთ სივრცეში, ეწოდება ფაილებს, რომლებიც იკავებენ დისკზე რამდენიმე ადგილს დანაწევრებული... FAT– ის მიზანია მონაცემების შენახვა დისკზე ფაილის ფრაგმენტების ადგილმდებარეობის შესახებ.

FAT– ის გამოყენებით ფაილების წვდომის მექანიზმი ხორციელდება შემდეგნაირად. დისკის მონაცემების არე განიხილება, როგორც დანომრილი მტევნების თანმიმდევრობა. თითოეულ კლასტერს ენიჭება FAT ელემენტი იგივე ნომრით. მაგალითად, პუნქტი 2FAT შეესაბამება დისკის მონაცემების არე 2 კლასტერს, პუნქტი 3FAT კლასტერ 3 -ს და ასე შემდეგ. დირექტორიაში, რომელიც შეიცავს ინფორმაციას დისკზე არსებული ფაილების შესახებ, თითოეული ფაილისთვის ჩამოთვლილია ფაილით დაკავებული პირველი კლასტერის ნომერი. ამ ნომერს ეწოდება FAT შესვლის წერტილი. სისტემა, რომელმაც წაიკითხა დირექტორიაში არსებული ფაილის პირველი კლასტერის ნომერი, წვდება ამ კლასტერს, მაგალითად, წერს მონაცემებს მასზე. FAT– ში, ფაილის პირველი მტევანი შეიცავს ფაილის მეორე კლასტერის რაოდენობას, ან ფაილის დასასრულის სიმბოლოს და ა. ფაილზე წვდომის მექანიზმის მაგალითი FAT გამოყენებით მოცემულია ცხრილში. 3.1.

ცხრილი 3.1

ფაილების წვდომის მექანიზმი FAT– ის გამოყენებით

FAT შესვლა

FAT ელემენტის ნომერი

FAT Element Values

ნებისმიერი ტიპის კომპიუტერის ფუნქციონირება ემყარება მეხსიერების მოწყობილობას, რომელსაც შეუძლია ინფორმაციის შენახვა, მისი გამოყენება გამოთვლებისთვის და მისი გაცემა ოპერატორის პირველი მოთხოვნისთანავე.

განმარტება

ინფორმაციის შესანახი მოწყობილობა არის მოწყობილობა, რომელიც დაკავშირებულია დანარჩენ კომპიუტერთან და შეუძლია გარე გავლენის აღქმა. თანამედროვე კომპიუტერებში, ერთდროულად გამოიყენება რამდენიმე სახის ასეთი პროდუქტი, რომელთაგან თითოეულს აქვს თავისი ფუნქციონალური და საოპერაციო მახასიათებლები. ძირითადი ინფორმაციის შესანახი მოწყობილობები კლასიფიცირდება მათი მოქმედების პრინციპების, ენერგიის მოთხოვნების და მრავალი სხვა პარამეტრის მიხედვით.

მოქმედებები მეხსიერებასთან

ნებისმიერი ჩამწერი მოწყობილობის მთავარი ამოცანაა ოპერატორის უნარი იმუშაოს მასთან. ყველა მოქმედება იყოფა სამ ტიპად:

• შენახვა... ყველა ინფორმაცია, რომელიც ჩაწერილ მოწყობილობას მოხვდა, იქ უნდა იყოს მანამ, სანამ ის არ წაიშლება ოპერატორის ან კომპიუტერის მიერ. არის პროდუქტები, რომლებსაც შეუძლიათ მონაცემების შენახვა დიდი ხნის განმავლობაში მაშინაც კი, როდესაც კომპიუტერი გამორთულია. ასე მუშაობს სტანდარტული მყარი დისკები. სხვა მსგავსი პროდუქტები (RAM) შეიცავს მონაცემების მხოლოდ ნაწილს, რათა ოპერატორმა შეძლოს მათზე რაც შეიძლება სწრაფად წვდომა.
• შეყვანა... ინფორმაცია რატომღაც უნდა მივიდეს ჩაწერის მოწყობილობაზე. ამ შემთხვევაში, განყოფილებას შეუძლია დაიცვას ეს პრინციპი. ზოგიერთი მოდელი მუშაობს უშუალოდ ოპერატორთან. სხვა დაკავშირებულია მეხსიერების სხვა ელემენტებთან, აჩქარებს მათ მუშაობას.
• გამომავალი... მიღებული მონაცემები ნაჩვენებია მომხმარებელთან ურთიერთობის ინტერფეისზე ან გათვალისწინებულია სხვა საცავ მოწყობილობებზე გამოთვლებისთვის.

ინფორმაციის შესანახად, შესასვლელად და გამოსაყენებლად ყველა მოწყობილობა ამა თუ იმ გზით არის დაკავშირებული ერთ კომპიუტერში ერთ ქსელში. ისინი ერთად უზრუნველყოფენ მის შესრულებას.

Ფორმა

ინფორმაციის შესანახი მოწყობილობების კლასიფიკაცია ჩაწერის ფორმის მიხედვით ყოფს მათ ორ კატეგორიად: ანალოგურ და ციფრულ. პირველი პრაქტიკულად არ გამოიყენება თანამედროვე მსოფლიოში. ანალოგური ჩამწერის უახლოესი მაგალითია კასეტა მაგნიტოფონი, რომელიც დიდი ხანია მოძველებულია. მიუხედავად ამისა, გარკვეული განვითარება ამ მიმართულებითაც მიმდინარეობს. ამ დროისთვის უკვე არსებობს ამ ტიპის პროდუქციის რამდენიმე პროტოტიპი, რომლებიც არ არიან ცუდი შესაძლებლობების და მუშაობის სიჩქარის თვალსაზრისით, თუმცა, ციფრულ მოწყობილობებთან შედარებით, ისინი მნიშვნელოვნად კარგავენ წარმოების ხარჯების თვალსაზრისით. სტანდარტული კომპიუტერის მყარი დისკი ინახავს ინფორმაციას ერთის და ნულის სახით. ეს არის ციფრული ჩაწერის მოწყობილობა, ისევე როგორც ამ ტიპის თანამედროვე პროდუქტების უმრავლესობა. მათი ფუნქციონირება ემყარება მატარებლის ფიზიკური მდგომარეობის შენარჩუნების პრინციპს ორიდან ერთ -ერთ ფორმაში (ორობითი სისტემისთვის). დღესდღეობით, უფრო თანამედროვე ვარიანტებიც გამოიყენება, რომელთაც შეუძლიათ გამოიყენონ სამეული ან თუნდაც ათობითი აღნიშვნები. ეს შესაძლებელი გახდა სხვადასხვა მასალის უნიკალური თვისებების გამოყენების და დისკებზე მონაცემების ჩაწერის ახალი ტექნოლოგიების გამო. კაცობრიობა თანდათან ზრდის ინფორმაციის რაოდენობას, რომელიც შეიძლება იყოს შენახული, ხოლო მცირდება მედიუმის ზომა.

სტაბილურობის ჩაწერა

ამ ინდიკატორის კლასიფიკაცია ინფორმაციის შენახვისა და დამუშავების ყველა მოწყობილობას ყოფს ოთხ ჯგუფად:

• ოპერატიული ჩაწერა(ოპერატიული მეხსიერება). ოპერატორი იღებს შესაძლებლობას შეიყვანოს ახალი ინფორმაცია, წაიკითხოს არსებული და უშუალოდ იმუშაოს მასთან მუშაობის პროცესში. ამის მაგალითია კომპიუტერის ოპერატიული მეხსიერება. ის ინახავს მუდმივად მოთხოვნილი მონაცემების უმეტესობას, ამიტომ არ არის საჭირო ძირითად მყარ დისკზე მუდმივად წვდომა. უმეტეს შემთხვევაში, ყველა ინფორმაცია წაშლილია ასეთი მედიიდან ელექტროენერგიის გათიშვის შემდეგ.
• გადაწერადი(EPROM). ასეთი პროდუქტები საშუალებას გაძლევთ ჩაწეროთ, წაშალოთ და ხელახლა შეიყვანოთ მონაცემები თითქმის შეუზღუდავი რაოდენობით. მაგალითია CD-RW და სტანდარტული მყარი დისკები. ნებისმიერ კომპიუტერს აქვს ყველაზე მეტი ასეთი მეხსიერება და მასზე ინახება მომხმარებლის თითქმის ყველა ინფორმაცია.
• ჩაწერილია(EPROM). ასეთ მოწყობილობებზე მონაცემების შენახვა შესაძლებელია მხოლოდ ერთხელ. შეუძლებელია ინფორმაციის გადაწერა ან წაშლა, რაც ასეთი პროდუქტების მთავარი მინუსია. მაგალითია CD-R დისკები. იგი იშვიათად გამოიყენება თანამედროვე მსოფლიოში.
• Მუდმივი(ᲠᲝᲛᲘ). ამ ტიპის მოწყობილობა ინახავს ჩაწერილ ინფორმაციას ერთხელ და არ იძლევა მისი წაშლის ან შეცვლის საშუალებას. ამის მაგალითია კომპიუტერის BIOS. მასში ყველა მონაცემი უცვლელი რჩება და მომხმარებელი იღებს შესაძლებლობას შეარჩიოს მხოლოდ სხვა პარამეტრები არსებული პარამეტრების სიიდან. EPROM- სგან განსხვავებით, ჯერ კიდევ შესაძლებელია ახალი მედიის დამატება ასეთ მედიაში, მაგრამ, როგორც წესი, ეს მოითხოვს ძველი მონაცემების სრულ წაშლას. ანუ, BIOS შეიძლება ხელახლა იყოს დაინსტალირებული, მაგრამ არ იყოს დამატებული ან განახლებული.

ენერგეტიკული დამოუკიდებლობა

კომპიუტერი მოითხოვს ელექტროენერგიას სამუშაოდ, რომლის გარეშეც შეუძლებელი იქნებოდა ყველა მოქმედების შესრულება. თუმცა, თუ კომპიუტერის გამორთვის შემდეგ ყოველ ჯერზე, ყველა სამუშაოს მონაცემები წაიშლება, მაშინ კომპიუტერის ღირებულება ჩვენს ცხოვრებაში გაცილებით ნაკლები იქნებოდა. ასე რომ, რა სახის საკვების შესანახი მოწყობილობები არსებობს?

• არასტაბილური... ეს პროდუქტები მუშაობს მხოლოდ მაშინ, როდესაც მათ მიეწოდებათ ელექტროენერგია. ეს ტიპი მოიცავს სტანდარტულ DRAM ან SRAM მოდულებს.
• არასტაბილური... ჩამწერი მოწყობილობები არ საჭიროებს ენერგიას ინფორმაციის შესანახად. ამის მაგალითია კომპიუტერის მყარი დისკი.

წვდომის ტიპი

ინფორმაციის შენახვის მოწყობილობები ასევე იყოფა ამ ინდიკატორის მიხედვით. წვდომის ტიპის მიხედვით, მეხსიერება არის:

• ასოციაციური... იშვიათად გამოიყენება. ეს პროდუქტები მოიცავს სპეციალურ მოწყობილობებს, რომლებიც გამოიყენება უზარმაზარი მონაცემების მუშაობის სიჩქარის გასაზრდელად.
• პირდაპირ... სრულ და შეუზღუდავ წვდომას გვთავაზობენ მყარი დისკები, რომლებიც მიეკუთვნებიან ამ ტიპის წვდომას.
• თანმიმდევრული... ახლა ის პრაქტიკულად არ გამოიყენება. ადრე გამოიყენებოდა მაგნიტურ ფირებში.
• თვითნებური... ამ პრინციპის თანახმად, შემთხვევითი წვდომის მეხსიერება მუშაობს, რაც მომხმარებელს აძლევს ნებისმიერი ფორმით შესაძლებლობას, მიიღოს უახლესი ინფორმაცია, რომელთანაც მუშაობდა სისტემა. იგი გამოიყენება კომპიუტერის დასაჩქარებლად.

აღსრულება

ინფორმაციის შესანახი მოწყობილობები კლასიფიცირდება შესრულების ტიპის მიხედვით.

• ნაბეჭდი მიკროსქემის დაფები... ეს ტიპი მოიცავს RAM მოდულებს და ვაზნებს ძველი კონსოლებისთვის. ისინი ძალიან სწრაფად მუშაობენ, მაგრამ მათ სჭირდებათ ენერგიის მუდმივი მიწოდება, რის გამოც მათი ახლანდელი გამოყენება დამხმარე როლს ასრულებს.
• დისკი.ისინი მაგნიტური და ოპტიკურია. ყველაზე პოპულარული წარმომადგენელი არის კომპიუტერის მყარი დისკი. ისინი გამოიყენება როგორც ინფორმაციის ძირითადი მატარებელი.
• ბარათი... ბევრი ვარიანტია. ეს უკანასკნელი მოიცავს ფლეშ ბარათებს. ადრე, ეს ტიპი გამოიყენებოდა დარტყმული ბარათებისა და მათი მაგნიტური კოლეგების დასამზადებლად.
• დასარტყამი... მაგალითია მაგნიტური ბარაბანი. პრაქტიკულად არ გამოიყენება.
• Ფირზე.მაგალითია პერფორირებული ან მაგნიტური ლენტები. თითქმის არასოდეს გვხვდება თანამედროვე მსოფლიოში.

ფიზიკური პრინციპი

ოპერაციის ფიზიკური პრინციპის მიხედვით, ინფორმაციის შეყვანის, გამომუშავების, შენახვისა და დამუშავების მოწყობილობები იყოფა:

• მაგნიტური... ისინი მზადდება ბირთვების, დისკების, ფირების ან ბარათების სახით. ამის მაგალითია მყარი დისკი. ეს არ არის ინფორმაციის დამუშავების ყველაზე სწრაფი გზა, მაგრამ ის საშუალებას გაძლევთ შეინახოთ მონაცემები დიდი ხნის განმავლობაში ელექტრომომარაგების გარეშე, რაც უზრუნველყოფს მათ ამჟამინდელ პოპულარობას.
• პერფორირებული... დამზადებულია ლენტებით ან ბარათებით. მაგალითია ძველი დაფარული ბარათი, რომელიც გამოიყენება ინფორმაციის ჩაწერას პირველ კომპიუტერულ მოდელებში. წარმოების სირთულის და მცირე რაოდენობით შენახული მონაცემების გამო, ეს პრინციპი ახლა პრაქტიკულად არ გამოიყენება.
• Ოპტიკური... CD დისკები ნებისმიერი სახის. ისინი ყველა მუშაობენ ზედაპირის სინათლის ამრეკლის პრინციპზე. ლაზერი იწვის ბილიკებზე, ქმნის მონაკვეთებს, რომლებიც განსხვავდება მთლიანი მასისგან, რაც შესაძლებელს ხდის გამოიყენოს ერთი და იგივე ორობითი კოდის სისტემა, რომლის დროსაც დისკის ერთი მდგომარეობა აღინიშნება ერთით და მეორე ნულით.
• მაგნიტო-ოპტიკური... MO დისკები. ისინი იშვიათად გამოიყენება, მაგრამ აერთიანებს ორივე სისტემის უპირატესობას.
• ელექტროსტატიკური.ისინი მუშაობენ ელექტროენერგიის მუხტის დაგროვების პრინციპზე. მაგალითებია CRT, კონდენსატორის შესანახი მოწყობილობები.
• ნახევარგამტარი... ისინი იყენებენ ამავე სახელწოდების მასალების მახასიათებლებს მონაცემთა შეგროვებისა და შესანახად. ასე მუშაობს ფლეშ დრაივი.

სხვა საკითხებთან ერთად, არსებობს შენახვის მოწყობილობები, რომლებიც მოქმედებენ სხვა ფიზიკურ პრინციპებზე. მაგალითად, ზეგამტარობაზე ან ბგერაზე.

შტატების რაოდენობა

მუდმივი შენახვის მოწყობილობის საბოლოო კლასიფიკაცია არის რამდენი მდგომარეობის მხარდაჭერა შეუძლია მას. როგორც ზემოთ აღვნიშნეთ, ციფრული მედია მუშაობს მათი ფიზიკური ნაწილის შეცვლით მიწოდებული ელექტროენერგიის საფუძველზე. უმარტივესი მაგალითი: თუ ის მაგნიტიზირებულია, მაშინ ის უდრის ნომერს 1, თუ არა, ეს ნიშნავს - 0. ეს არის ორობითი სისტემების მუშაობის პრინციპი, რომელთაც შეუძლიათ გააძლიერონ მდგომარეობის მხოლოდ ორი ვერსია. ასევე გამოიყენება მოწყობილობები, რომლებიც მუშაობენ სამი ან მეტი ფორმით. ეს ხსნის ძალიან ფართო პერსპექტივებს მონაცემთა მატარებლების გამოყენებისათვის, საშუალებას გაძლევთ შეამციროთ მათი ზომა, ხოლო გაზარდოთ შენახული ინფორმაციის საერთო მოცულობა.

შედეგები

ძველი დისკები ძალიან დიდი იყო. ყველაზე ადრეულ კომპიუტერებს სჭირდებოდათ ოთახი თანამედროვე სპორტული დარბაზების შესადარებლად და ისინი ძალიან ნელი იყო ამავე დროს. პროგრესი ჯერ კიდევ არ დგას და ახლა ინფორმაციის შესანახი მოწყობილობები, თუნდაც ყველაზე მოცულობითი, შეიძლება უბრალოდ ჩაიდოთ ჯიბეში. შემდგომი განვითარება შეიძლება მოხდეს როგორც ახალი მასალების მოძიების, ისე ძველ მასალებთან ურთიერთობის გზების გასწვრივ, ასევე მსოფლიოში მუდმივი და სტაბილური კავშირის შექმნის მიმართულებით. ამ შემთხვევაში, ტევადი დისკები განთავსდება სპეციალურ სერვერის ოთახებში და მომხმარებელი მიიღებს ყველა მონაცემს "ღრუბლის" ტექნოლოგიის გამოყენებით.

კომპიუტერის მეხსიერებაში ინფორმაციის (რიცხვითი და არა რიცხვითი) წარმოსაჩენად გამოიყენება ორობითი კოდირების მეთოდი.

კომპიუტერის ელემენტარული მეხსიერების უჯრედს აქვს სიგრძე 8 ბიტი (1 ბაიტი). თითოეულ ბაიტს აქვს თავისი ნომერი (ეწოდება მისამართი). ბიტების ყველაზე დიდ თანმიმდევრობას, რომელსაც კომპიუტერი შეუძლია მთლიანად დაამუშაოს, ჰქვია მანქანური სიტყვა.მანქანური სიტყვის სიგრძე დამოკიდებულია პროცესორის ბიტ ტევადობაზე და შეიძლება იყოს ტოლი 16, 32 ბიტი და ა.

ერთი ბაიტი საკმარისია სიმბოლოების დასაშიფრად. ამ შემთხვევაში, 256 სიმბოლო შეიძლება იყოს წარმოდგენილი (ათობითი კოდებით 0 -დან 255 -მდე). პერსონალური კომპიუტერის პერსონაჟების ნაკრები ყველაზე ხშირად არის ASCII (ამერიკის სტანდარტული ინფორმაციის გაცვლის სტანდარტული კოდი) კოდის გაგრძელება.

ზოგიერთ შემთხვევაში, კომპიუტერის მეხსიერებაში რიცხვების წარმოდგენისას, გამოიყენება შერეული ორობითი ათობითი რიცხვების სისტემა, სადაც თითოეული ათწილადი ადგილის შესანახად საჭიროა ნაკაწრი (4 ბიტი) და 0-დან 9-მდე ათობითი ციფრები წარმოდგენილია შესაბამისი ორობითი რიცხვებით 0000 -დან 1001. მაგალითად, შეფუთული ათობითი ფორმატი, რომელიც შექმნილია 18 მნიშვნელოვანი ციფრის მქონე მთელი რიცხვების შესანახად და მეხსიერებაში 10 ბაიტის დასაკავებლად (რომელთაგან უმნიშვნელოვანესი ხელმოწერილია), იყენებს ამ ვარიანტს.

რიცხვების წარმოდგენის კიდევ ერთი გზა არის დამატებითი კოდი... ღირებულებების დიაპაზონი დამოკიდებულია მათი შენახვისათვის გამოყოფილი მეხსიერების ბიტების რაოდენობაზე. მაგალითად, ტიპის მთელი რიცხვი მერყეობს
-32768 (-2 15) 32677 (2 15 -1) და 2 ბაიტი გამოყოფილია მათ შესანახად: LongInt ტიპის -დიაპაზონში -2 31 -დან 2 31 -1 -1 -მდე და მდებარეობს 4 ბაიტში: სიტყვის ტიპი - დიაპაზონში 0 -დან 65535 წლამდე (2 16 -1) გამოიყენება 2 ბაიტი და ა.

როგორც მაგალითებიდან ხედავთ, მონაცემები შეიძლება განიმარტოს როგორც ხელმოწერილი, ასევე ხელმოუწერელი რიცხვებით. ხელმოწერილი რაოდენობის შემთხვევაში, ყველაზე მარცხენა (ყველაზე მნიშვნელოვანი) ციფრი მიუთითებს დადებით რიცხვზე, თუ ის შეიცავს ნულს, ხოლო უარყოფითს, თუ ის შეიცავს ერთს.

ზოგადად, ციფრები დანომრილია მარჯვნიდან მარცხნივ, ნულიდან იწყება.

დამატებითი კოდიდადებითი რიცხვი ემთხვევა მას პირდაპირი კოდი... მთელი რიცხვის პირდაპირი კოდი შეიძლება წარმოდგენილი იყოს შემდეგნაირად: რიცხვი გარდაიქმნება ორობითი რიცხვითი სისტემით, შემდეგ კი მისი ორობითი აღნიშვნა მარცხნივ ემატება იმდენი უმნიშვნელო ნულით, რამდენიც მოითხოვს მონაცემთა ტიპს, რომელსაც რიცხვი ეკუთვნის. მაგალითად, თუ რიცხვი 37 (10) = 100101 (2) გამოცხადებულია რიცხვის ტიპის რიცხვით, მაშინ მისი პირდაპირი კოდი იქნება 0000000000100101, ხოლო თუ მნიშვნელობა ტიპის LongInt, მაშინ მისი პირდაპირი კოდი იქნება. უფრო კომპაქტური აღნიშვნისთვის უფრო ხშირად გამოიყენება თექვსმეტობითი კოდი. შედეგად მიღებული კოდები შეიძლება დაიწეროს შესაბამისად 0025 (16) და 00000025 (16).

უარყოფითი რიცხვის დამატებითი კოდის მიღება შესაძლებელია შემდეგი ალგორითმის მიხედვით:

1. ჩაწერეთ ნომრის მოდულის პირდაპირი კოდი;
2. გადააქციე იგი (ჩაანაცვლე ერთები ნულებით, ნულოვანი ერთებით);
3. დაამატეთ ერთი ინვერსიის კოდს.

მაგალითად, დავწეროთ რიცხვის დამატებითი კოდი -37, განვმარტოთ მას როგორც LongInt ტიპის მნიშვნელობა:

1. 37 -ის პირდაპირი კოდი არის 1
2. ინვერსიული კოდი
3. დამატებითი კოდი ან FFFFFFDB (16)

ნომრის მიღებისას დამატებითი კოდის გამოყენებით, უპირველეს ყოვლისა, აუცილებელია მისი ნიშნის დადგენა. თუ რიცხვი პოზიტიური აღმოჩნდება, მაშინ უბრალოდ გადათარგმნეთ მისი კოდი ათობითი რიცხვის სისტემაში. უარყოფითი რიცხვის შემთხვევაში უნდა შესრულდეს შემდეგი ალგორითმი:

1. გამოვაკლოთ 1 კოდს;
2. კოდის გადაბრუნება;
3. ათწილადის ნოტაციაზე გადაყვანა. ჩაწერეთ მიღებული რიცხვი მინუს ნიშნით.

მაგალითები.მოდით დავწეროთ დამატებითი კოდების შესაბამისი რიცხვები:

1. 0000000000010111.

   მას შემდეგ, რაც ნული იწერება ყველაზე მნიშვნელოვან ბიტში, შედეგი იქნება დადებითი. ეს არის კოდი 23 ნომრისთვის.

2. 1111111111000000.

   აქ არის უარყოფითი რიცხვის კოდი, ჩვენ ვასრულებთ ალგორითმს:

   1. 1111111111000000 (2) - 1 (2) = 1111111110111111 (2) ;
   2. 0000000001000000;
   3. 1000000 (2) = 64 (10)

ოდნავ განსხვავებული მეთოდი გამოიყენება პერსონალური კომპიუტერის მეხსიერებაში რეალური რიცხვების გამოსახატავად. განვიხილოთ რაოდენობების წარმოდგენა ერთად მცურავი წერტილი.

ნებისმიერი რეალური რიცხვის ჩაწერა შესაძლებელია სტანდარტული ფორმით M * 10 p, სადაც 1 ≤ M< 10, р- целое число. Например, 120100000 = 1,201*10 8 . Поскольку каждая позиция десятичного числа отличается от соседней на степень числа 10, умножение на 10 эквивалентно сдвигу десятичной запятой на 1 позицию вправо. Аналогично деление на 10 сдвигает десятичную запятую на позицию влево. Поэтому приведенный выше пример можно продолжить: 120100000 = 1,201*10 8 = 0,1201*10 9 = 12,01*10 7 ... Десятичная запятая плавает в числе и больше не помечает абсолютное место между целой и дробной частями.

ზემოაღნიშნულ აღნიშვნაში M ეწოდება მანტისარიცხვები და p არის მისი მოწესრიგებული... მაქსიმალური სიზუსტის შესანარჩუნებლად, კომპიუტერები თითქმის ყოველთვის ინახავს მანტისას ნორმალიზებულ ფორმაში, რაც ნიშნავს რომ მანტისა ამ შემთხვევაში არის რიცხვი 1 (10) და 2 (10) შორის (1 ≤ М< 2). Основные системы счисления здесь, как уже отмечалось выше,- 2. Способ хранения мантиссы с плавающей точкой подразумевает, что двоичная запятая находится на фиксированном месте. Фактически подразумевается, что двоичная запятая следует после первой двоичной цифры, т.е. нормализация мантиссы делает единичным первый бит, помещая тем самым значение между единицей и двойкой. Место, отводимое для числа с плавающей точкой, делится на два поля. Одно поле содержит знак и значение мантиссы, а другое содержит знак и значение порядка.

პერსონალური კომპიუტერი IBM PC 8087 მათემატიკური კოპროცესორით საშუალებას გაძლევთ იმუშაოთ შემდეგ მოქმედ ტიპებთან (მნიშვნელობების დიაპაზონი მითითებულია აბსოლუტურ მნიშვნელობაში):

63

52

0

თქვენ ხედავთ, რომ მანტისას მინიჭებული ყველაზე მნიშვნელოვანი ბიტი არის ნომერი 51, ე.ი. mantissa იკავებს ყველაზე მნიშვნელოვან 52 ბიტს. ბარი აქ მიუთითებს ორობითი წერტილის პოზიციას. ათწილადს წინ უნდა უძღოდეს მანტისას მთლიანი ნაწილის ცოტა ნაწილი, მაგრამ რადგან ის ყოველთვის ერთის ტოლია, ეს ბიტი აქ არ არის საჭირო და შესაბამისი ბიტი არ არის მეხსიერებაში (მაგრამ იგულისხმება). შეკვეთის მნიშვნელობა აქ არ ინახება, როგორც ორის შემავსებელი მთელი რიცხვი. გამოთვლების გასამარტივებლად და რეალური რიცხვების შესადარებლად კომპიუტერში შეკვეთის მნიშვნელობა ინახება ფორმაში გადაადგილებული ნომერი, ე.ი. ოფსეტს ემატება შეკვეთის ამჟამინდელი მნიშვნელობა მეხსიერებაში შენახვის წინ. ოფსეტური არჩეულია ისე, რომ შეკვეთის მინიმალური მნიშვნელობა შეესაბამება ნულს. მაგალითად, ორმაგი ტიპისთვის, შეკვეთა არის 11 ბიტი და მერყეობს 2 -1023 -დან 2 1023 -მდე, ამიტომ ოფსეტურია 1023 (10) = 1111111111 (2). დაბოლოს, ბიტი 63 მიუთითებს რიცხვის ნიშანს.

ამრიგად, ზემოაღნიშნულიდან გამომდინარეობს შემდეგი ალგორითმი კომპიუტერის მეხსიერებაში რეალური რიცხვის გამოსახვის მისაღებად:

1. მოცემული რიცხვის მოდულის გადაყვანა ორობითი რიცხვითი სისტემით;
2. ორობითი რიცხვის ნორმალიზება, ე.ი. ჩაწერეთ M * 2 p ფორმაში, სადაც M არის მანტისა (მისი მთელი ნაწილი უდრის 1 (2)) და რ- რიცხვითი ათობითი რიცხვით სისტემაში დაწერილი ბრძანება;
3. დაამატეთ ოფსეტური შეკვეთა და გადააკეთეთ ოფსეტური ბრძანება ორობითი რიცხვითი სისტემით;
4. მოცემული რიცხვის ნიშნის გათვალისწინებით (0 - დადებითი; 1 - უარყოფითი), ჩაწერეთ მისი გამოსახულება კომპიუტერის მეხსიერებაში.

მაგალითი.მოდით დავწეროთ რიცხვის კოდი -312.3125.

1. ამ რიცხვის მოდულის ორობითი ჩანაწერია 100111000,0101.
2. ჩვენ გვაქვს 100111000.0101 = 1.001110000101 * 2 8.
3. ჩვენ ვიღებთ გადატანილ წესრიგს 8 + 1023 = 1031. შემდგომ გვაქვს 1031 (10) = 10000000111 (2).
4. ბოლოს და ბოლოს
   

   63

   52

   0

   1. უპირველეს ყოვლისა, ჩვენ აღვნიშნავთ, რომ ეს არის დადებითი რიცხვის კოდი, ვინაიდან ნული ჩაწერილია ბიტში 63 ნომრით. მოდით მივიღოთ ამ რიცხვის რიგი. 01111111110 (2) = 1022 (10). 1022 - 1023 = -1.
   2. ნომერს აქვს ფორმა 1.1100011 * 2 -1 ან 0.11100011.
   3. ათწილადების რიცხვთა სისტემაზე გადაყვანა, ჩვენ ვიღებთ 0.88671875.

   ჩვენ განვიხილეთ ინფორმაციის წარმოდგენის ტიპები კომპიუტერის მეხსიერებაში, ახლა თქვენ შეგიძლიათ დაიწყოთ ცოდნის შემოწმება.

   თუ გჭირდებათ ვარიანტები ქაღალდზე, მაშინ