На головну

поняття інформації

  1. Способи введення додаткової інформації, в тому числі використання полів, що настроюються і кодів структур.
  2. D. Модальність суджень, або судження, соотносящие поняття з наявним буттям
  3. I. Заповніть пропуски словами з рамки на підставі інформації тексту.
  4. I. НАУКОВЕ ПОНЯТТЯ ФАБРИКИ
  5. I.2.1) Поняття права.
  6. II. Позови 1. Поняття і види позовів
  7. II. ПОНЯТТЯ

Для захисту від комп'ютерних вірусів використовується спеціальні програми, звані антивірусами (докладніше - див. П. 1.3.2). На сьогоднішній день таких програм існує досить багато, тому розглядати якусь одну з них видається недоцільним, т. К. Кожний з антивірусів має свої переваги і, природно, недоліки.

Після установки антивіруса на комп'ютер в контекстному меню майже кожного об'єкта з'являється команда, що дозволяє перевірити його на наявність вірусів і, в разі їх виявлення, спробувати або вилікувати об'єкт (т. Е., Видалити вірус), або поставити його на карантин або видалити.

Практично кожен з антивірусів має т. Н. консоль управління (центр керування), Звідки виробляються практично всі налаштування антивірусної програми

Архівація файлу - це процес усунення надмірності інформації, завдяки чому досягається істотне зменшення обсягу файлу (більш детальна інформація про архівації приведена в п. 1.3.2).

Для створення і обслуговування архівів було розроблено спеціальне програмне забезпечення - архіватори. Одним з найбільш поширених архіваторів (по крайней мере, на просторах СНД) є архіватор WinRAR. Розглянемо роботу з ним (передбачається, що архіватор WinRAR вже встановлений на Вашому комп'ютері).

Для упаковки об'єкта (об'єктів) в архів простіше користуватися контекстним меню об'єкта (див. Рис. 1.16).

Мал. 1.16. Команди контекстного меню для архівації об'єкта.

Опис команд приведено в табл. 1.8 нижче:


Таблиця 1.8

Опис команд архівації контекстного меню об'єкта

 команда  опис
Додати в архів ...  Відкриває діалог «Ім'я і параметри архіву», в якому відбувається вказівку необхідних параметрів для створюваного архіву (див. Нижче).
Додати в архів «Імя_об'екта.rar»  Створює rar-архів обраного об'єкта з параметрами архівації, заданими за умовчанням.
Додати в архів і відправити e-mail ...  Створення архіву із зазначенням потрібних параметрів архівації та відправка його по електронній пошті.
Додати в архів «Імя_об'екта.rar» і відправити e-mail ...  Створення rar-архіву обраного об'єкта з параметрами архівації, заданими за умовчанням, і відправка його по електронній пошті.

Розглянемо створення архіву з попередньою вказівкою його параметрів. Для цього найпростіше скористатися командою контекстного меню об'єкта «Додати до архіву ...» [13], по виконанні якої відкриється діалог «Ім'я і параметри архіву», представлений на рис. 1.17 нижче, виставити необхідні параметри архівації та натиснути ОК.

Мал. 1.17. Діалог «Ім'я і параметри архіву»

Розглянемо докладніше вкладки цього діалогу (див. Табл. 1.9).


Таблиця 1.9

Опис діалогу «Ім'я і параметри архіву»

 вкладка  опис
загальні Налаштування загальних параметрів архіву:  В поле «Ім'я архіву» вводиться ім'я архіву вручну або за допомогою кнопки «Огляд» (вибирається на диску).  Кнопка «Профілі» відкриває меню, що дозволяє створити новий профіль, упорядкувати існуючі та вибрати один з профілів архівації. Профіль архівації - це набір різних параметрів архівації, який можна швидко встановити перед початком архівації.  Всписке «Метод оновлення» вказується спосіб додавання файлів в архів. У групі «Формат архіву» вказується необхідний формат створюваного архіву - RAR або ZIP (якщо обраний формат ZIP, то частина опцій, які не підтримуються в даному форматі, стануть недоступними).  Список «Метод стиснення» використовується для вказівки бажаного методу стиснення: від нульового (без стиснення) до максимального.  Список «Розділити на томи в байтах» використовується при створенні багатотомних архівів (том - це фрагмент архіву, що складається з декількох частин). За замовчуванням значення вводиться в байтах.  Група «Параметри архівації» служить для установки додаткових параметрів створюваного архіву (для установки того або іншого параметра необхідно поставити відповідний прапорець)
додатково Налаштування розширених можливостей архіву: можливість збереження даних про права доступу (тільки для файлової системи NTFS), можливість збереження файлових потоків, розширена конфігурація параметрів багатотомних архівів, настройка параметрів стиснення та ін., а також можливість захисту архіву паролем.Рассмотрім захист архіву паролем докладніше: для цього на вкладці « додатково »необхідно натиснути кнопку« Встановити пароль », після чого в діалозі« Архівація з паролем »ввести пароль у відповідне поле і повторити його в поле нижче.
файли Налаштування параметрів додаються в архів файлів: вказівка ??додаються в архів файлів, вказівка ??файлів, які потрібно виключити з обробки, а які потрібно додати в архів без стиснення і ін.
Резервні копії Установка параметрів резервного копіювання
час Управління тимчасовими параметрами: можливість збереження точного часу зміни файлів, часу створення файлів і часу останнього доступу до файлів, вказівка ??файлів для архівування в залежності від їх часу створення, а також установка часу архіву.
коментар Вказівка ??коментаря для створюваного (змінюваного) архіву.

Для додавання файлів в уже існуючий архів простіше використовувати метод «Drag and drop» ( «Тягни і відпусти»), т. Е., Виділити необхідний об'єкт, який потрібно додати в уже існуючий архів, і, не відпускаючи ліву кнопку миші, перетягнути цей об'єкт на значок потрібного архіву або відкрити подвійним клацанням потрібний архів, після чого перетягнути необхідні об'єкти в вікно відкритого архіву. Слід пам'ятати, що додати файли в багатотомний архіви неможливо.

Для вилучення файлів з архіву необхідно відкрити архів подвійним клацанням, виділити потрібні файли і далі або перетягнути їх мишкою в потрібне вікно, або скористатися кнопкою вікна WinRAR «Витягнути в».

2. Завдання:

1. Письмово дайте відповідь на наступні питання:

- Комп'ютерний вірус. Класифікація вірусів.

- Методи боротьби з комп'ютерними вірусами.

- Класифікація антивірусних програм.

- Суть архівації даних.

- Види стиснення інформації.

2. Запуск архіватор WinRAR і розберіться з його інтерфейсом.

3. Створіть саморозпаковується будь-якого текстового файлу в папці «Мої документи».

4. Розпакуйте цей архів на робочий стіл.

5. Припустимо, є mp3-файл розміром 6 Мб. У Вас є 5
3-дюймових дискет. Покажіть, як створити багатотомний архів цього файлу, щоб мати можливість скопіювати його на наявні дискети.

6. У папці «Мої документи» знайдіть будь-який текстовий файл. Створіть 3 архіву цього файлу, вибравши для першого архіву метод стиснення звичайний, для другого - хороший, а для третього - максимальний. Оцініть ступінь стиснення кожного з архівів.

7. Упакуйте 5 будь-яких файлів в архів, який назвіть 5.rar. Покажіть, як отримати з цього архіву один будь-який файл на робочий стіл.

8. Створіть ZIP-архів будь-якого текстового файлу і захистіть його паролем.

9. Запустити антивірус Dr.Web (Avast, NOD32 ...) і показати, як здійснюється його настройка.

10. Здійсніть перевірку жорсткого диска D: на наявність вірусів.

11. Здійсніть перевірку папки «Мої документи» на наявність вірусів.

12. Оформити звіт з контрольної роботи 1.5.


[1] Від англ. eXPerience - досвід, знання.

[2] Надалі англійські назви будуть поміщатися в дужках, т. Е., Робочий стіл (Desktop).

[3] відкриває клацанням правою кнопкою миші

[4] Цей же діалог можна викликати з Панелі управління Windows XP - див. Далі

[5] Замість слів «монітор» і «відеоадаптер» будуть вказані назви монітора і відеокарти, встановлених в системі.

[6] При створенні ярлика після виконання команди «Створити» запускається майстер створення ярликів. Майстер - Це спеціальна програма, що дозволяє користувачеві створити який-небудь об'єкт, або виконати будь-які дії. Робота майстра полягає в послідовному завданні користувачеві в діалогових вікнах питань, отримуючи відповіді на які, він і формує об'єкт або виконує необхідну дію.

[7] Команди «Копіювати» (Ctrl + C) - «Вставити» (Ctrl + V) - для копіювання, команди «Вирізати» (Сtrl + X) - «Вставити» - для переміщення.

[8] Також довідкову систему можна запустити, натиснувши клавішу F1 при всіх згорнутих вікнах.

[9] Тим більше, що практично всі сучасні периферійні пристрої є пристроями Plug And Play (англ. Включи і Грай). Встановити пристрій Plug and Play дуже просто. Досить тільки підключити його, і Windows встановить необхідні драйвери, оновить систему і розподілить ресурси.

[10] Даний параметр вказується не для всіх пристроїв

[11] Однак а окремих випадках програма може «зависнути» і без появи цього напису

[12] Або в діалозі «Властивості системи» на вкладці «Відновлення системи»

[13] Природно, можна також запустити архіватор WinRAR і виконати аналогічні дії за допомогою відповідних команд меню архіватора і / або кнопок на його панелі інструментів.

поняття інформації

Поняття інформації є основоположним поняттям інформатики, як науки. Незважаючи на постійне використання даного терміну, поняття інформації є одним з найбільш дискусійних в науці.

В даний час поняття інформації є в значній мірі інтуїтивним, наприклад, в звичайному житті під інформацією розуміють різні дані, що цікавлять нас, в техніці під інформацією розуміють повідомлення, подані у вигляді сигналів і т. П. У техніці поняття інформації включає відомості, які представляють собою об'єкт зберігання, перетворення і передачі. Таким чином, можна сказати, що інформація - це сукупність відомостей, одержуваних людиною або системою від навколишнього середовища за допомогою органів почуттів (людина) або датчиків (система). Біолог, наприклад піде ще далі, він може віднести до інформації і те, що людина не отримувала через органи чуття і не створював сам за допомогою інтелектуальних дій, а зберігає в собі з моменту народження - це генетичний код. Американський вчений Клод Шеннон, що заклав основи теорії інформації, що вивчає процеси передачі, прийому, перетворення і зберігання інформації, розглядає інформацію як зняту невизначеність про що-небудь в наших знаннях.

Люди обмінюються інформацією у формі повідомлень. Повідомлення - це форма подання інформації у вигляді мови, текстів, поглядів, зображень, цифрових даних, графіків і т. Д. Одне і те ж інформаційне повідомлення для людини (книга, стаття, картина і т. П.) Містить різну кількість інформації, що визначається рівнем підготовки. Що ж стосується комп'ютерної системи, то під інформацією зазвичай мають на увазі певну послідовність закодованих символів, представлених на мові комп'ютера.

Основними властивостями інформації є достовірність, повнота, ясність, цінність і актуальність. З інформацією пов'язані такі поняття, як: сигнал, повідомлення і дані:

· Сигнал - є будь-який процес, що несе інформацію.

· Повідомлення - це інформація, представлена ??в певній формі та призначена для передачі.

· Дані - це інформація, подана у формалізованому вигляді і призначена для обробки її технічними засобами, наприклад, персональним комп'ютером.

1.2. Інформаційні процеси і технології

Інформаційні процеси (збір, зберігання, обробка і передача інформації) завжди відігравали важливу роль в науці, техніці і життя суспільства. В ході еволюції людства проглядається стійка тенденція до автоматизації цих процесів.

Збір інформації - Це діяльність суб'єкта, в ході якої він отримує відомості про цікавить його об'єкті. Збір інформації може здійснюватися або людиною, або за допомогою технічних засобів і систем.

Обмін інформацією - Це процес, в ході якого джерело інформації її передає, а приймач (одержувач) - приймає. Якщо в переданих повідомленнях виявлені помилки, то організовується повторна передача цієї інформації або можливо виправлення помилок при використанні спеціальних кодів, які виправляють поодинокі помилки або пакети помилок. Обмін інформацією проводиться за допомогою сигналів, що є її фізичним носієм.

Прийняту інформацію одержувач повинен зафіксувати на матеріальному носії (паперовому, електронному або іншому) для подальшого використання. Процес формування одержуваного несистематизованого масиву інформації є накопиченням інформації.

зберігання інформації - Це процес підтримки вихідної інформації у вигляді, що забезпечує видачу даних за запитами кінцевих користувачів у встановлені терміни.

Обробка інформації - Це упорядкований процес її перетворення у відповідності з алгоритмом розв'язання задачі.

Після рішення задачі обробки інформації результат повинен бути виданий кінцевим користувачам в необхідному вигляді. Ця операція реалізується в ході виконання завдання видачі інформації. Видача інформації, як правило, проводиться за допомогою зовнішніх пристроїв комп'ютера у вигляді текстів, таблиць, графіків і інших форм.

Інформаційна техніка являє собою матеріальну основу інформаційної технології, за допомогою якої здійснюється збір, зберігання, передача та обробка інформації. В даний час часто використовується термін інформаційні технології, так як інформатика дуже близька по суті до технології.

Стародавні греки вважали, що технологія techne (майстерність) + logos (вчення) - це засіб для створення кінцевого продукту. Більш ємне визначення це поняття набуло в процесі індустріалізації суспільства. Технологія - це сукупність знань про способи і засоби реалізації виробничих процесів, при яких відбувається якісне і кількісне зміна оброблюваних об'єктів. Інформаційну технологію в даному контексті можна вважати технологією використання програмно-апаратних засобів обчислювальної техніки для вирішення завдань в певній галузі діяльності людини.

Під інформаційною технологією розуміють методи, процеси, програми і безліч технічних засобів, які об'єднані в єдину технологічну середу, що забезпечує збір, перетворення, зберігання і передачу інформації. Інформаційні технології характеризуються такими основними властивостями:

· Об'єктом процесу обробки є дані;

· Метою процесу є отримання бажаного результату;

· Засобами здійснення процесу є програмно-апаратні обчислювальні комплекси;

· Процеси обробки даних розділяються на певні дії (операції) відповідно до даної предметної областю;

· Критеріями оптимізації процесу є своєчасність доставки інформації користувачу, її надійність, достовірність, повнота.

1.2.1. Форми подання інформації

Розрізняють дві форми подання інформації - безперервну (аналогову) и дискретну (цифрову). Оскільки носіями інформації є сигнали, то в якості них можуть використовуватися фізичні процеси різної природи. Наприклад, процес протікання електричного струму в ланцюзі, процес поширення світла і т. П. Інформація подається значенням одного або декількох параметрів фізичного процесу (сигналу), або комбінацією декількох параметрів. Людина, наприклад, через свої органи чуття звик до аналогової інформації, комп'ютер працює з цифровою інформацією. Основна різниця між аналогової і цифрової інформацією - це безперервність і дискретність. Наприклад, музика при її сприйнятті є аналоговою інформацією, але коли вона записана нотами, то це цифрова інформація. На формальній математичній прикладі це можна уявити так. Нехай є функція Y = X2, Що є безперервною функцією, так як для будь-якого значення ? однозначно визначено значення ?. Коли ми цю функцію представляємо в дискретної формі з обраним кроком дискретизації аргументу Х, то ми вибираємо обмежений набір значень аргументу ?:

Х
 Y = X2

Похибка, що виникає при дискретно поданні функції, називається похибкою оцифровки аналого-цифрового перетворення, яке можна зробити точніше, якщо для значень аргументу Х зменшити інтервали, тобто крок дискретності. Таким чином, чим менше дискретність, тим менше похибка і точніше уявлення інформації.

сигнал називається безперервним, Якщо його параметр в заданих межах може приймати будь-які проміжні значення. дискретним називається сигнал, що приймає обмежене число значень. У цифровій техніці доводиться мати справу з сигналами, які беруть тільки два значення: є імпульс - немає імпульсу, високий рівень потенціалу - низький рівень. Цим значенням сигналу приписують два математичних символу "1" і "0", тому дискретні сигнали називають цифровими. Інформація, яка відображається за допомогою дискретних (цифрових) сигналів, отримала назву дискретної (цифрової) інформації.

За способом передачі і сприйняття розрізняють такі види інформації як: візуальну - передається видимими образами і символами, аудиальную - звуками, тактильну - відчуттями, машинну - видається і сприйману засобами обчислювальної техніки і т. П.

1.2.2. Поняття кількості інформації

Як вимірювати кількість інформації, отриманої в результаті прочитання книги, перегляду картини, фільму і т. П. У науковому плані інформація пов'язується з імовірністю виконання тієї чи іншої події. Кількістю інформації називають числову характеристику сигналу, яка відображатиме ту ступінь невизначеності, яка зникає після отримання повідомлення у вигляді певного сигналу. Цей захід невизначеності в теорії інформації називають ентропією. Якщо в результаті отримання повідомлення досягається повна ясність в якомусь питанні, то кажуть, що була отримана повна або вичерпна інформація і необхідності в отриманні додаткової інформації немає. І, навпаки, якщо невизначеність залишилася колишньою після отримання повідомлення, то це означає, що інформація не отримана (нульова інформація).

Наведені міркування показують, що між поняттями інформація, невизначеність і можливість вибору існує тісний зв'язок. Так, будь-яка невизначеність передбачає можливість вибору, а будь-яка інформація, зменшуючи невизначеність, зменшує і можливість вибору. Часткова інформація зменшує число варіантів вибору, скорочуючи тим самим невизначеність. Наприклад, людина кидає монету і спостерігає, яким боком вона впаде, однаково ймовірно, що випаде одна або інша сторона. Такої ситуації приписується початкова невизначеність, яка характеризується двома можливостями. Після того, як монета впаде, досягається повна однозначність і невизначеність зникає (стає рівною нулю).

Наведений приклад відноситься до групи подій, стосовно яких може бути поставлено питання типу «правда-брехня, так-ні». Кількість інформації, яку можна отримати при відповіді на питання типу «так-ні», називається бітом (Bit - скорочення від binary digit - двійкова одиниця). Біт мінімальна одиниця кількості інформації, так як отримати інформацію меншу, ніж 1 біт, неможливо.

В якості інших моделей отримання такої ж кількості інформації можуть виступати пристрої з двома станами, наприклад, двопозиційний вимикач, тригер і інші. Включене стан цих об'єктів зазвичай позначають (кодують) цифрою 1, а вимкнене - цифрою 0. Розглянемо схему з двох вимикачів, які незалежно можуть бути включені або виключені і для такої схеми можливі такі стани:

 вимикач 1
 вимикач 2

Щоб отримати повну інформацію про стан такої схеми, необхідно задати запитання на кшталт «так» - «ні» для вимикачів 1 і 2 відповідно. У цьому випадку кількість інформації, що міститься в даній схемі, визначається вже 2 битами, а число можливих станів схеми - 4. Якщо взяти три вимикача, то кількість станів такої схеми буде дорівнює 8 і т. Д. За допомогою n двійкових цифр (розрядів) можна закодувати Р значень (комбінацій): Р = 2n, наприклад за допомогою байта можна закодувати 256 комбінацій кодів: 28 = 256.

Зв'язок між кількістю інформації і числом станів системи встановлюється формулою Хартлі: I = log2N, де I - кількість інформації в бітах; N -. число можливих рівноймовірно подій.

Інформація передається за допомогою каналу зв'язку між приймачем і джерелом, основними характеристиками якого є наступні:

· пропускна здатність - Кількість інформації, що передається в одиницю часу, вимірюється в біт / с. і називається Бодом: 1бод = 1 біт / с. (Е. Бодо сконструював в 1872 році телеграфний апарат на основі п'ятизначного коду, що дозволило передавати телеграми зі швидкістю 360 знаків в хвилину);

· швидкість передачі інформації, Яка вимірюється кількістю біт / сек або байт / сек;

· надійність передачі інформації.

1.2.3. Одиниці виміру інформації

Існує багато різних систем і одиниць виміру інформації, найбільш популярною одиницею виміру є байт. Байт - це послідовність, що складається з восьми взаємопов'язаних бітів, і він може приймати значення від 0 до 255. У технічних системах використовуються наступні одиниці виміру різних обсягів інформації:

· 1 кілобайт (КБ) = 210 = 1024 байта;

· 1 мегабайт (Мб) = 220 = 1024 Кбайта;

· 1 гігабайт (Гб) = 230 = 1024 Мбайт;

· 1 терабайт (Тб) = 240 = 1024 Гбайт;

· 1 пентабайт (Пб) = 250 = 1024 Тбайта.

Ці одиниці виміру інформації зазвичай використовуються для зазначення обсягів різних видів пам'яті комп'ютера.

1.3. системи числення

1.3.1. Типи систем числення

Різноманітні системи числення підрозділяються на непозиційної и позиційні. Для кодування числа використовуються символи, які називають цифрами. Як приклад непозиционной системи числення можна привести римську систему, в якій для представлення цифр використовуються літери латинського алфавіту:

I V X L C D M

Наприклад, VI = 5 + 1 = 6, а IX = 10 - 1 = 9, тобто значення цифри I в числі не залежить від її позиції в ньому.

У позиційних системах числення значення числа, що складається з послідовності цифр, залежить від позиції цифри в числі. Кількість цифр для подання числа називають основою системи числення. Наприклад, десяткова система числення використовує десять цифр від 0 до 9, а двійкова система числення, яка використовується в комп'ютерах, включає тільки дві цифри: 0 і 1. Місце кожної цифри в числі називається позицією, а система числення - позиційної. У загальному вигляді будь-яке число Х, що складається з n цифр, може бути представлено в системі числення з основою q наступним чином:

Х = хn-1 * qn-1+ xn-2 * qn-2 + .... X1 * q1 + x0 * q0,

де xn-1, хn-2, ..., X0 - N цифр в поданні даного числа. Наприклад, число 1356 в десятковій системі числення буде представлено як: 135610= 1 * 103+3 * 102+5 * 101+6 * 100, число 1011 в двійковій системі числення має уявлення: 10112 = 1 * 23 +0 * 22 + 1 * 21 +0 * 20 = 1110, а число 2356 в шістнадцятковій системі числення представляється як: 235616 = 2 * 163 + 3 * 162+ 5 * 161 +6 * 160 = 904610 .

Практичне використання в комп'ютерах набули поширення системи числення з основами 2 і 16. Використання в комп'ютерах двійкової системи числення, а не десяткової, пов'язане з тим, що в поки відсутні елементи для надійного зберігання більше двох станів: 1 і 0, які в комп'ютері представляються відсутністю або наявністю сигналу певного рівня напруги.

Таким технічним елементом є тригер, а для зберігання многоразрядного числа тригера об'єднуються в регістр, кожен розряд якого зберігає одну двійкову цифру: 0 або 1. Наприклад, один регістр з 8 тригерів зберігає один байт - вісім біт інформації.

1.3.2. Двійкова система числення

Люди в усі часи вважали за краще використовувати десяткову систему числення, ймовірно тому, що з давніх часів вважали на пальцях. Але не завжди люди користувалися десятковою системою числення, в Китаї, наприклад, довгий час застосовувалася п'ятіркова система числення. Запис числа в двійковому вигляді набагато довше записи числа в десятковій системі числення. Арифметичні операції, що виконуються в двійковій системі, підкоряються тим же правилам, що і в десятковій системі. Таблиця додавання в двійковій системі має вигляд:

 0 + 0 = 0  1 + 0 = 1
 0 + 1 = 1  1 + 1 = 10 (1 - перенесення в старший розряд)

Таблиця множення для двійкових чисел схожа на десяткову систему числення:

 0 * 0 = 0  1 * 0 = 0
 0 * 1 = 0  1 * 1 = 1

1.3.3. Шістнадцяткова система числення

Часто в інформатиці використовують шістнадцяткову систему, так як запис чисел в ній значно компактніше записи чисел в двійковій системі. Дана система дозволяє одній шістнадцятковій цифрою представити чотири довічних цифри. Наприклад, при налагодженні апаратних засобів комп'ютера або розробки програм виникає необхідність "зазирнути" в пам'ять машини, щоб оцінити її поточний стан. Але там все заповнено довгими послідовностями нулів і одиниць двійкових чисел. Ці послідовності дуже незручні для сприйняття людиною, котра звикла до більш короткої записи десяткових чисел.

Тому для спрощення сприйняття двійкового числа його розбивають на групи по чотири розряду, так як для кодування однієї шестнадцатеричной цифри потрібно 4 біта. Як цифр в шістнадцятковій системі числення використовуються 10 цифр десяткової системи і 6 перших букв латинського алфавіту: A, B, C, D, E, F. Систему, що має підставу 16, назвали шестнадцатеричной (hexadecimal). У вісімковій (octal) системі числення використовуються вісім різних цифр 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, підстава системи - 8, але дана система числення практично не застосовується в даний час.

1.3.4. Переклад чисел з однієї системи числення в іншу

Для перекладу числа, наприклад з десяткової системи числення в двійкову, необхідно виконати операцію ділення десяткового числа на основу двійкової системи числення, тобто на 2. На рис.1.1 показаний приклад перекладу десяткового числа 23 в двійкове число:

Мал. 1.1. Переклад десяткового числа 23 в двійкове число

Cтарший цифрою сформованого двійкового коду є біт, отриманий останнім. Таким чином, десяткове число 23 в двійковій системі числення дорівнює 10111. Для перевірки правильності отриманого коду можна виконати наступне перетворення згідно з формулою (1.1): 1 * 24 +0 * 23 + 1 * 22 +1 * 21 +1 * 20 = 23.

Переклад числа 4A3F16 з шестнадцатиричной системи числення в десяткову систему виконується наступним чином:

4A3F16 = 4 * 163+ A * 162+3 * 161+ F * 160 = 1900710. Необхідно пам'ятати, що цифра A16 = 1010, А F16 = 1510 .

Для запису цілого двійкового числа в 8- або 16-річної системі числення, його потрібно розбити на групи по 3 або 4 цифри справа наліво відповідно для 8- і 16-річної систем числення.

Наприклад, двійковий код 110001112 в 8-річній системі числення відповідає 3078, а в 16-річної системі - С716 .

Нижче наведена таблиця відповідності десяткових, довічних і шістнадцяткових систем числення:

 десяткова  Двійкова  Шістнадцяткова
A
B
C
D
E
F

1.4. Основи булевої алгебри

Булева алгебра широко використовується для опису функціонування деяких з апаратних засобів комп'ютера, оскільки комп'ютер використовує двійкову систему числення, а логічні змінні в булевої алгебри також приймають тільки два значення: Істина і брехня. Булева алгебра названа в честь її розробника - англійського математика 19 століття Дж. Буля. Вихідним поняттям логіки висловлювань є просте висловлювання, яке не визначається через інші поняття, так як є базовим. Якщо значення, що міститься у висловленні, відповідає дійсності, то висловлювання називають істинним, в іншому випадку - хибним. Так наприклад, вислів «8 - парне число» є істиною, а висловлювання «СПб - столиця Російської Федерації» - брехнею.

Булева алгебра, звана також алгеброю логіки, оперує зі змінними, наприклад Х і У, які можуть приймати тільки два значення: "істина" або "брехня", які кодуються за допомогою двійкових цифр 1 і 0 відповідно. Операції над цими змінними виконуються логічними елементами. Елемент реалізує одну з трьох основних логічних операцій: диз'юнкція, кон'юнкція, заперечення, А також комбінацію даних операцій.

Під логічним елементом комп'ютера розуміють електронну схему, що реалізує елементарну логічну функцію. Для кодування станів 1 і 0 в логічних елементах відповідні їм сигнали представляють одним з двох рівнів напруги, наприклад 2 вольта і 0 вольт. Високий рівень напруги відповідає значенню 1 "істина", А низький -"брехня". Кожен логічний елемент має своє умовне позначення, яке визначає виконувану логічну функцію.

Функціонування логічного елемента представляють за допомогою таблиць істинності, в яких визначені всі поєднання можливих значень вхідних і вихідних сигналів - результатів операції для кожної з вхідних комбінацій. Розглянемо функціонування основних логічних схем.

Логічна схема «І».ДанасХема виконує операцію кон'юнкції (логічне множення) двох або більше вхідних сигналів. Подання схеми «І» на два входи Х і У показано на рис. 1.2.

 
 


Мал. 1.2. Логічна схема «І»

Таблиця істинності даної схеми має такий вигляд:

x y  z = x ^ y

Знак «^» позначає логічну операцію кон'юнкції. Одиниця на виході схеми «І» з'являється тільки тоді, коли на обох входах x і y будуть одиниці. Якщо хоча б на одному вході нуль, то вихідний сигнал буде дорівнює нулю. Зв'язок між вхідними сигналами x, y і вихідним сигналом z визначається рівнянням: z = x ^ y (читається як "x і y"). Операція кон'юнкції позначається символом "&" і читається як "амперсанд" (є скороченим записом англійського слова «and»). Логічна операція кон'юнкція може бути використана для математичного опису наступної електричної схеми (рис. 1.3):

Мал. 1.3. Схема реалізації кон'юнкції

Індикатор спрацює тільки в тому випадку, якщо ключі «К1» і «К2» будуть включені. Таким чином, логіку роботи даної схеми можна описати логічної функцією кон'юнкції, в якій «К1» і «К2» є вхідними сигналами, а вихідний сигнал (що протікає струм) впливає на індикатор.

Логічна схема АБО.Схема АБО реалізує операцію диз'юнкції двох або більше логічних змінних. Якщо на одному вході схеми АБО сигнал дорівнює 1, то вихідний сигнал також буде дорівнює 1.

Умовне позначення двухвходового схеми АБО показано на рис.1.4. Символ "1" на схемі позначає операцію диз'юнкції. Функціональний зв'язок між вихідним сигналом z і вхідними сигналами x і y є вираженням: z = x v y (читається як "x або y").

 
 


Мал. 1.4. Логічна схема «АБО»

Таблиця істинності схеми АБО має вигляд:

x y  z = x v y

Логічна схема Инверсии.Даннаясхема виконує операцію заперечення. Функціональний зв'язок між вхідним сигналом Х і вихідним сигналом z представляється рівнянням z = / x, де «/» (слеш) читається як "" Інверсія х "або Чи не x". Якщо вхідний сигнал дорівнює 0, то на виході схеми будет1, а при вхідному сигналі, що дорівнює 1, на виході буде 0. Умовне позначення даного елемента на схемі представлено на малюнку 1.4.

 
 


Мал. 1.5. Логічна схема «Інверсії"

Таблиця істинності схеми «Інверсія» має вигляд:

x z

Більш складні логічні схеми для виконання логічних перетворень інформації можуть бути побудовані з цих трьох найпростіших елементів. Сигнал, вироблений одним логічним елементом, можна подавати на вхід іншого елемента, це дає можливість утворювати ланцюжки з окремих логічних елементів. Для логічних функцій двох змінних існує тільки 16 різних функцій, таблиці істинності представлені нижче:

x1 x2 F0 F1 F2 F3 F4 F5 F6 F7
x1 x2 F8 F9 F10 F11 F12 F13 F14 F15

У число цих функцій входять 6 «вироджених» функцій однієї змінної: (константи: F0 = 0 і F15 = 1; змінні: F3 = x1 і F5 = x2; інверсії: F12 = not x1 і F10 = not x2). Решта функцій двох змінних наведені нижче в таблиці:

 функція  Назва  читається
F1  кон'юнкція x1 і x2
F7  диз'юнкція x1 або x2
F6  Сложеніепо модулю 2 x1 неравнозначно x2
F8  стрілка Пірса  ні x1, Ні x2
F9  еквівалентність x1 рівнозначно x2
F11  імплікація  якщо x2, То x1
F14  штрих Шеффера  невірно, чтоx1 і x2
F2  заборона по x2  невірно, чтоеслі x1, То x2
F4  заборона по x1  невірно, що якщо x2, То x1
F13  імплікація  якщо x1, То x2(x1 -> X2)

У логічних функціях змінні мають всього два можливих значення, тому кількість різних функцій обмежена.

1.5. Кодування інформації в комп'ютері

1.5.1. поняття кодування

Одна з основних переваг комп'ютера пов'язано з тим, що він є універсальною машиною. Кожен, хто працював на комп'ютері, знає, що рішення математичних задач становить далеко не єдиний варіант його використання. Комп'ютери можуть відтворювати музику і відеоінформацію, вони дозволяють підтримувати відео- або аудіо-конференції за допомогою Інтернету, виконувати графічну обробку зображень і виконувати безліч інших функцій. Складаючи інформаційну модель об'єкта, вирішуючи різні завдання, ми повинні визначити, як представляти вихідну інформацію. Людина висловлює свої думки у вигляді пропозицій, складених із слів використовуваної мови, в основі якого використовується безліч різних символів алфавіту. Один і той же набір цифрових символів може нести різний смисловий зміст. Наприклад, безліч цифр 1584456 може представляти довжину об'єкта; відстань між об'єктами; номер телефону, масу об'єкта, і т. п. Для подання інформації можуть використовуватися різні коди. Для запису цих кодів необхідно знати певні правила, тобто вміти кодувати. Для спілкування один з одним ми використовуємо код - алфавіт російської мови і набір цифр. При розмові цей код передається звуками, при письмі - буквами і цифрами.

Для кодування звуків при створенні музики композитори використовують ноти (7 основних символів) та інші спеціальні знаки. Крім того, ми наприклад, зустрічаємося з кодуванням інформації під час переходу вулиці за допомогою сигналів світлофора і т. П. Кодувати інформацію можна сигналами різної фізичної природи. Найпоширенішим носієм інформації поки є папір, хоча тенденція йде до безпаперової технології. Наприклад, в комп'ютерах інформація зберігається на фізичних носіях (оперативна пам'ять, диски, регістри процесора), які є енергозалежними або незалежними.

Таким чином, кодування інформації - Це процес подання певного виду інформації на носії, наприклад числовий, текстової, графічної, аудіо, відео засобами використовуваного алфавіту символів, а код - Це набір умовних позначень для представлення інформації. У комп'ютері використовуються тільки два символи 0 і 1 для кодування всіх видів інформації.

1.5.2. Кодування числової інформації

Для представлення чисел в комп'ютері використовуються два основні формати, один з яких застосовується для кодування цілих чисел, а інший - для дійсних чисел і називається поданням чисел у форматі з плаваючою точкою. Діапазон цілих чисел в комп'ютері обмежений і залежить від розрядності пам'яті, використовуваної для їх чисел. При цьому розрядність оброблюваних чисел може перевищувати розрядність самого процесора і використовуваної в ньому пам'яті. В цьому випадку довге число може займати кілька осередків пам'яті і оброблятися групою команд процесора. При обробці все осередки пам'яті, виділені під багатобайтові число, розглядаються як одне число.

Цілі числа.Разлічаютдва виду цілих чисел: знакові і беззнакові.У беззнакових числах мінімально можливе число, яке можна записати двійковим кодом, дорівнює 0, а максимальне число дорівнює 2n, де n - розрядність коду, наприклад, для байта - це 255. Дані два числа визначають діапазон чисел, які можна уявити одним байтом. Для шестнадцатіразрядного коду цей діапазон відповідає 0 ... 65535. В восьмирозрядному процесорі для зберігання такого числа використовується два відділення пам'яті, розташованих в сусідніх адресах.

Другий вид двійкових чисел - це цілі знакові числа, в яких старший розряд використовується для представлення знака числа. У знаковому розряді нулем кодується знак «+», а одиницею - знак «-». В результаті введення знакового розряду діапазон кодованих чисел зменшується. У разі довічного восьмирозрядного знакового цілого числа діапазон чисел, які можна уявити таким чином, відповідає: -128 .. +127, а для шестнадцатіразрядного числа цей діапазон буде: -32768 .. 32767. Для того, щоб алгоритм обробки знакових і беззнакових чисел був єдиним математики запропонували використовувати спеціальний код, який отримав назву додаткового двійкового коду. Для формування додаткового коду негативно числа необхідно інвертувати розряди коду крім знакового і додати 1 до молодшого розряду коду.

1.5.3. Подання дійсних чисел

Система дійсних чисел в математичних обчисленнях передбачається безперервної і нескінченної, тобто не має обмежень на діапазон і точність представлення чисел. Однак в комп'ютерах числа зберігаються в регістрах і комірках пам'яті з обмеженою кількістю розрядів. Тому система дійсних чисел, що представляються в комп'ютері, є дискретної і кінцевої.

Для обробки в комп'ютерах дуже великих чисел, наприклад, що визначають відстань між віддаленими об'єктами або дуже маленьких чисел, використовуваних для визначення об'єктів мікросвіту, наприклад, розміри електронів, довелося б використовувати числа з дуже великою розрядністю. Це не можливо практично або дуже складно з точки зору подальшої обробки представити їх в комп'ютері через його обмеженою розрядності. Обмеження стосуються як діапазону, так і точності представлення чисел, так як діапазон машинних чисел є кінцевим, утворюючи підмножина системи дійсних чисел. Для обчислень з такими числами використання чисел з фіксованою комою є неефективним, тому для їх запису була запропонована наступна форма. Як відомо, десяткове число 23,56 можна представити як: 0,2356 * 102, а десяткове число 0,00038 записується як: 0,38 * 10-3 . В даному поданні дрібна частина числа називається мантиси, яка множиться на 10 у степені, що відповідає порядку числа. Така форма запису називається записом числа з плаваючою крапкою. У загальному випадку число X з основою системи числення q можна записати у вигляді:

Х = m * q P,

де m - мантиса, представлена ??у вигляді правильної дробу (для двійкової системи числення 0,5 <= M <1), p - порядок (ціле число в двійковій системі числення), а q - основа системи числення. Така форма отримала назву нормалізованого дійсного числа і включає знак числа, мантиссу, знак порядку та порядок. Таким чином, значущі цифри числа знаходяться в полі мантиси, а значення порядку показує реальне розташування двійковій точки в розрядах мантиси, (тому і використовується термін «плаваюча точка»), а біт знака визначає знак числа.

У математичному процесорі персональних комп'ютерів (співпроцесор архітектури х87) для подання дійсних чисел використовуються три стандартних формату даних:

· Одинарний формат-32-розрядний нормалізоване знакове число, з 8-бітовим зміщеним порядком і 24-бітної мантиссой (старший біт мантиси, рівний 1, що не зберігається в пам'яті, і тому розрядність поля для зберігання мантиси дорівнює лише 23 розрядів).

· Подвійний формат-це 64-бітове нормалізоване знакове число, має 11-розрядний зміщений порядок і 53-бітну мантиссу (аналогічно старший біт мантиси в явному вигляді не представлений, розмір поля під мантиссу дорівнює 52 розрядам).

· Розширений формат - це 80-бітове знакове число, має 15-бітний порядок зі зміщенням і 64-бітну мантиссу, він дозволяє зберігати ненормалізованние числа.

Сопроцессор використовує такий формат дійсного числа, щоб забезпечити високий діапазон представлення чисел і високу точність обчислень.

1.5.4. Кодування текстової інформації

Символи для представлення тексту утворюють алфавіт, великі та малі літери якого слідують в алфавітному порядку, цифри також розташовуються впорядковано за зростанням значень. Принцип кодування алфавіту полягає в тому, що кожному символу алфавіту зіставляється певне значення коду (ціле число), що дозволяє кодувати також і текстову інформацію.

За допомогою одного байта можна закодувати 256 різних символів. достатніх для представлення текстової інформації, включаючи малі та великі літери як російського, так і латинського алфавітів, а також знаки пунктуації, графічні символи, дужки і т. п. Для кожного символу клавіатури визначено десятковий код від 0 до 255, представлений в двійковій системі числення від 00000000 до 11111111 відповідно. Таким чином, комп'ютер розрізняє Зауважте, що ви відповідно їх коду.

Кодування інформації за допомогою байтів визначається розповсюдженими стандартами, в основі яких лежить код ASCII (American Standart Code for Information Interchange - американський стандартний код для обміну інформацією). Даний код розроблений в Американському Національному Інституті стандартів ANSI - American National Standarts Institute. Первісна версія цієї кодування (1963 р) була доведена до робочої версії в 1968 році як стандарт ANSIX3.4 під ім'ям US-ASCII.

В системі кодування ASCII використовуються дві таблиці кодування, звані базової і розширеної. Базова таблиця кодування використовує коди від 0 до 127, а розширена таблиця використовує коди від 128 до 255:

· Коди 0 ... 31 використовують фірми - розробники апаратури (ПК, принтерів для кодування спеціальних символів), це керуючі коди;

· Коди 32 ... 127 кодують латиницю, цифри, арифметичні операції і інші символи;

· Коди 128 ... 255 використовуються кожною країною самостійно, і це призводить до безлічі кодувань навіть в одній країні.

З появою графічного середовища Windows, фірма Microsoft розробила нову кодову таблицю ANSI. В даний час існує багато різних кодових таблиць і з цієї причини текст в одній системі кодування, може некоректно представлятися в іншій системі. Найбільш поширеною системою кодування є система MS Windows, скорочено позначається як CP1251 (Code Page - кодова сторінка).

 



© um.co.ua - учбові матеріали та реферати