В информатике, как правило, измерению подвергается информация, представленная дискретным сигналом. При этом различают следующие подходы к оценке информации.

1. Структурный подход . Измеряет количество информации простым подсчетом информационных элементов, составляющих сообщение. Применяется для оценки возможностей запоминающих устройств или объемов передаваемых сообщений.

2. Статистический подход . Учитывает вероятность появления сообщений: более информативным считается то сообщение, которое менее вероятно, т.е. менее всего ожидалось. Применяется при оценке значимости получаемой информации.

3. Семантический подход . Учитывает целесообразность и полезность информации. Применяется при оценке эффективности получаемой информации и ее соответствия реальности.

На практике чаще используется структурный подход. При этом наименьшей единицей представления информации является бит (bit - binary digit), который может принимать только два значения (0/1 или да/нет).

Наименьшей единицей измерения является байт , поскольку одним байтом, как правило, кодируется один символ текстовой информации.

Более крупная единица измерения - килобайт (Кбайт). В килобайтах измеряют сравнительно небольшие объемы данных. Условно можно считать, что одна страница неформатированного машинописного текста составляет около 2 Кбайт.

Более крупные единицы измерения данных образуются добавлением префиксов мега, гига, тера.

1 Мбайт = 1024 Кбайт = 10 20 байт

1 Гбайт = 1024 Мбайт = 10 30 байт

1 Тбайт = 1024 Гбайт = 10 40 байт

При хранении данных решаются две проблемы: как сохранить данные в наиболее компактном виде и как обеспечить к ним удобный и быстрый доступ. В качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемый файлом.

Файл - это последовательность произвольного числа байтов, обладающая уникальным собственным именем. Обычно в отдельном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. В этом случае тип данных определяет тип файла.

Энтропия - мера измерения недостающей информации.

Энтропия (информационная ) - мера хаотичности информации, неопределённость появления какого-либо символа первичного алфавита. При отсутствии информационных потерь численно равна количеству информации на символ передаваемого сообщения.

Информационная энтропия для независимых случайных событий X с N возможными состояниями (от 1 до N) рассчитывается по формуле:

где Х – дискретная случайная величина с диапазоном изменчивости N ,

P (X i ) – вероятность i – го уровня X .

Конец работы -

Эта тема принадлежит разделу:

Лекция 1. Информации и способы её представления в вычислительной технике

ЮЖНО УРАЛЬСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ... Кафедра Естественные науки...

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Твитнуть

Все темы данного раздела:

Определения информации
1. Информация - совокупность данных, зафиксированных на материальном носителе, сохранённых и распространённых во времени и пространстве. 2. Информация

Свойства информации
1. Объективность информации. Информация объективна, если она не зависит от методов ее фиксации, чьего-либо мнения или суждения. 2. Достоверность информац

Сигналы и данные
Все физические объекты находятся в состоянии непрерывного движении или изменения, которое сопровождается обменом энергией и ее переходом из одной формы в другую. Энергообмен между объектами сопрово

Информационные революции
Событие Дата Информационные преобразования 1. Изобретение письменности 4-6 тыс. лет назад, Китай, Центр. Америка, Гре

Счетные инструменты домеханического этапа
1. Вестоницкая кость. Самым древним из найденных счетных инструментов считается кость с зарубками, найденная в древнем поселении Дольни Вестоници в Чехии. Находке 30 тыс.

Вычислительная техника на механическом этапе развития
1. Первым механическим счетным устройством принято считать тринадцатиразрядное суммирующее устройство на основе зубчатых колес, созданное Леонардо да Винчи в виде рисунка в

Электронно-вычислительный этап
В начале XX века были созданы технические предпосылки для разработки электронных вычислительных машин (ЭВМ): – ламповый диод, изобретенный в 1904 г. Дж. Флемингом в

Поколения электронно-вычислительных машин
Номер поколения I II III IV Годы применения 1940-50

Основные принципы устройства, структура и состав ЭВМ
В процессе развития вычислительной техники первого поколения были сформулированы основные принципы построения ЭВМ (Джон фон Нейман, США, 1945). 1. Принцип двоичного кодирования.

Системы счисления
Система счисления -способ записи чисел с помощью заданного набора специальных символов, которые называются цифрами. Основание системы счисления –к

Позиционные системы счисления
Название системы Основание системы Обозначение Цифры и символы, используемые для записи чисел десятичная

Соответствие чисел в различных системах счисления
Dec Bin Oct Hex

Двоичное кодирование чисел
Кодирование целого числа осуществляют его простым переводом в двоичную систему счисления. Для кодирования действительного числа и сохранения его в памяти ЭВМ каждое число R преобраз

Двоичное кодирование текста
Кодирование текста построено на системе двоичного представления каждого символа алфавита. Алфавит –множество символов, используемых для записи текста. Кодиров

Технические средства ЭВМ
Основные принципы устройства современных вычислительных машин, в том числе, компьютеров, были сформулированы американским математиком Джон фон Нейманом в 1945 году. Сформулированные принципы опреде

Персональные компьютеры
Большое разнообразие персональных компьютеров отражается в способах их классификации. Одной из распространенных является классификация на основе международного стандарта или

Планшетные компьютеры
Планшетный компьютер – устройство, объединяющее различные типы компьютеров с сенсорным экраном. Планшетным компьютером можно управлять прикосновениями р

Программные средства ЭВМ
Программные средства или программное обеспечение (ПО)является неотъемлемой частью ЭВМ. ПО – это логическое продолжение технических средств, которое расширяет возможности и сфер

Тенденции развития ПО
С возникновением персональных компьютеров разработка программного обеспечения превратилась мощный бизнес, в развитии которого прослеживаются некоторые тенденции, в частности: – программное

Назначение и состав системного ПО
Системное программное обеспечение предназначено: – для создания операционной среды функционирования других программ (другими словами, для организации выполнения програ

Структура и функции операционной системы
Основной составляющей базового системного ПО является операционная система (ОС), которая устанавливается на жестком диске компьютера и выполняет огромный объем работы, котор

Основные функции ОС
– прием команд пользователя и их обработка; – прием и исполнение запросов на запуск и остановку программ; – загрузка программ, подлежащих выполнению, в оперативную память;

Дисковые операционные системы
В первых компьютерах операционная система отсутствовала, управление осуществлялось на основе простейших языков программирования, которые содержались в ПЗУ, позволяли загружать программы и управлять

Текстовые программы-оболочки
Программа-оболочка – это надстройка операционной системы,которая упрощает работу на компьютере и запускается под управлением операционной системы. Упрощение заключается в выбор

Графические оболочки
На смену текстовой программе-оболочке типа Norton Commander пришла графическая оболочка операционной системы. Фирмой Microsoftсначала была создана графическая оболочка

Графические операционные системы
Распространение графических принципов построения программ на всю операционную систему в целом привело к созданиюграфической операционной системы.Лидером в разработке графиче

Операционные системы Windows и Linux
Среди графических операционных систем самыми распространенными для офисных и домашних компьютеров являются операционные системы Windows фирмы Microsoft. К достоинствам ОС Windows относится, в частн

Моделирование как процесс упрощения задачи
Моделирование – это процесс построения модели в целях изучения строения и свойств оригинала с использованием построенной модели. Модель

Алгоритм и его основные свойства
Человеку в жизни приходится решать множество разнообразных задач. Простые задачи имеют простое решение, а для решения сложных задач используются различные приемы, способы, системы и т.п. Понятие &q

Типы алгоритмических процессов
Алгоритмы в зависимости от цели, начальных условий, путей решения задачи, последовательности действий исполнителя подразделяются следующим образом. 1. Механическиеи

Словесно-формульное описание
Ввести ST, перейти к п.2 Если ST<5, то ZP=10000, перейти к п.4, иначе перейти к п.3 Если ST<15, то ZP=20000, иначе ZP=20000+(ST-15)*2, перейти к п.4 Выве

Процесс создания компьютерной программы
Компьютерные программы необходимы для решения сложных задач, требующих привлечения компьютерной техники, за счет использования которой существенно экономится рабочее время и повышается производител

Языки программирования
Языки программирования – искусственные языки, созданные для описания алгоритмов обработки данных. В отличие от человеческого языкам программирования свойственна

Средства создания программ
Для создания программы на выбранном языке программирования необходимо иметь следующие средства. 1. Текстовый редактор. Используется для создания исхо

Архитектура программных систем
В понятие архитектура программных систем включаются способы разделения программных продуктов по сетевым компьютерам. В зависимости от профиля деятельности, количества компьютеров в сети, количества

Кодировка буквенных символов
Компьютерное представление текста связано с системой его кодирования, которая начала развиваться задолго до появления компьютера. В развитии системы кодирования текста можно отметить следующие особ

Способы кодирования текста
1. Графический – основан на использовании специальных рисунков или знаков. Графическое кодирование описано, например, в литературном произведении Конан Дойла "Пляшущие

Кодировка латинского алфавита и кириллицы
Система числового кодирования компьютерных символов построена следующим образом. 1. Каждому символу, обозначенному на клавиатуре компьютера, присваивается двоичный восьмиразрядный код. Пос

Виды кодировок кириллицы
1. CP1251 (Windows-кодировка) – создана для работы под операционной системой Windows. 2. KOI-8r – используется для представления русских текстов в сети Ин

Компьютерные шрифты
Шрифт относится к одному из основных изобразительных элементов текстового документа. Шрифты по своему назначению делятся на книжные, газетные, плакатные, картографические,

Компьютерные характеристики шрифтов
1. Гарнитура шрифта (Type family) – совокупность шрифтов, объединенных общими стилевыми признаками. Гарнитура имеет условное название, например, обыкновенная, литературная,

Бумажные и электронные документы
С помощью компьютера бумажный документ можно преобразовать в электронную форму. У электронных документов имеются очевидные преимущества перед бумажными, например, снижение затрат при создании или р

История создания и разновидности текстовых редакторов
1. До появления компьютеров основным средством создания нетиражируемых текстовых документов являлась механическая печатная машинка. Технология механического печатания имела следующие недостатки:

Разновидности текстовых редакторов
По типу обрабатываемого объекта текстовые редакторы делятся на четыре группы: простые редакторы, редакторы форматированных текстов, научные редакторы, издательские системы. 1. П

Форматирование и разметка и текстовых файлов
Текстовые файлы относятся к наиболее распространенным типам данных. Для сохранения множества текстовых данных применяют два способа обработки текста: задание формата и ввод команд размет

Функциональные возможности текстовых процессоров
Текстовые процессоры являются сложными и совершенными программами, которые решают все задачи обработки простого текста (набор, редактирование, хранение, вывод на печать и др.) и предоставляют расши

Настольные издательские системы
Издательские системы, выполненные на основе компьютерной техники, предназначены для автоматизации процесса верстки полиграфических изданий. От текстовых процессоров настольные

Компьютерная верстка рукописей
Все рукописи, предназначенные для тиражирования, готовятся на компьютерах. Каждое издание, осуществляющее тиражирование, составляет свои правила подготовки рукописей. В издательстве ЮУрГУ, например

Особенности набора текста на клавиатуре
1. Не допускается разделение переносами сокращений, аббревиатур и инициалов. 2. Следует использовать кавычки одного типа: “…” либо «…». 3. При отделении десятичной дроби от целого

Лекция 10. Принципы формирования графических изображений
1. Зрительный аппарат человека Человек получает информацию об изображении с пом

Моделирование цветовых оттенков, законы Грассмана
Для представления цвета и создания аппаратных средств компьютерной графики удобно пользоваться понятием цветовой модели. Цветовая модель –это упрощенный геометрический спосо

Цветовая модель RGB
Цветовая модель RGB предназначена для моделирования излучающих объектов на основе

Цветовая модель CMYK
Цветовая модель CMYKпредназначена для моделирования отражающих объектов на основе субтрактивного (вычитающего) цветовоспроизведения или субтрактивного синтеза. Основное назначе

Формирование цветных изображений на экране и бумаге
Цветное

Аппаратные средства для получения цифровых изображений
Средства получения цифрового изображения делятся на программные и аппаратные. К программным средствам относятся все графические редакторы растровой, векторной и другой формы. Аппаратные средства вк

Мультимедийные изображения
Мультимедийные изображенияобъединяют различные формы представления графических данных и способы их обработки в рамках единого объекта-контейнера. Высока

Деловая графика и системы автоматизированного проектирования
Техническая деятельность является одной из первых областей приложения визуальных компьютерных технологий. Продукты технических визуальных технологий принято называть деловой графикой, а программы,

История развития и области применения
Компьютерные программы, предназначенные для хранения и обработки численных данных, представленных в табличном виде, называютсяэлектронными таблицами или табличным

Основные возможности электронных таблиц
Использование электронных таблиц зачастую позволяет решать расчетные задачи без разработки алгоритма и отладки программы, что значительно упрощает процесс решения. Вместо создания программы в табли

Определения и отличительные признаки баз данных
Общепризнанная формулировка баз данных (БД) отсутствует, для раскрытия понятия удобно пользоваться определениями из разных источников. 1. Базой данных является сов

Структура и свойства
База данных имеет табличную структуру, в которой в отличие от обычной таблицы столбец называют полем, а строку – записью. Пол

Связанные таблицы
Базу данных, содержащую большое количество полей и записей, чаще всего представляют в виде нескольких таблиц, которые называют связанными таблицами, а саму базу данных при э

Системы управления базами данных, программа Access
Программные средства, с помощью которых создаются, наполняются и используются базы данных, называются системами управления базами данных (СУБД). Одной из самых распространенных СУБД является програ

Базовая конфигурация персонального компьютера
К базовой относится широко распространенная конфигурация компьютера, имеющая в своем составе: – системный блок – это основная составляющая, в которой размещаются ва

Внутренняя и внешняя память компьютера
Внутренняя память включает все виды запоминающих устройств, расположенных на материнской плате. В состав внутренней памяти входят следующие устройства. 1.

Монитор
Монитор является одной из основных составляющих базовой конфигурации компьютера. К распространенным причисляют следующие типы мониторов. 1. Мониторы на осно

Клавиатура и манипулятор мышь
Клавиатура -это стандартное клавишное устройство, предназначенное для ввода алфавитно-цифровых данных и управляющих команд. Клавиатуры имеют по 101-102 клавише, которы

Принципы коммуникации и протоколы сети
В основу функционирования компьютерной сети заложен принциппакетной коммутации, который первоначально был разработан для передачи сообщений между внутренними сетями, а впосл

Топология компьютерных сетей
Топология сетей –это геометрические принципы прокладки сети или способы соединения компьютеров в сеть. Любая компьютерная сеть строится на основе стандартных видов топологий (р

Модель компьютерной сети
Модель сети предназначена для стандартизации подходов к разработке компьютерных сетей и унификации процесса передачи и приема данных. Первая версия модели была разработана в 1977 г. под названием

Определение сети Интернет
Интернет относится к глобальным компьютерным сетям. В топологии Интернета основной элементарной единицей является локальная сеть, поэтому Интернет иногда называют сетью сетей или Всемирной паутиной

История Всемирной паутины
В истории сети Интернет выделяется 3 основные периода: этап экспериментальных работ, этап становления, этап коммерческого применения и совершенствования Этап экспериментальных рабо

Протоколы сети Интернет
Сетевой протокол – это правила передачи и приёма данных в компьютерной сети. Первоначально каждая локальная сеть разрабатывалась по собственным правилам, которые созда

Адресация сетевых компьютеров
Интернет основан на единой системе адресации. Каждый компьютер в сети имеетдва функционально равноценных адреса,первый из которых формируется на основе IP-адресации, а второ

Адресация сетевых документов
Единую систему адресации компьютеров сети Интернет дополняет единое адресное пространство всех сетевых документов. Каждый документ, размещенный на серверах сети, имеет свой адрес, который формирует

Службы Интернета
Службами Интернета принято называть средства предоставления услуг для пользователей глобальной сети в форме доступа к определенным информационным ресурсам или обеспечения обмена сообщениями между п

Способы соединения с глобальной сетью
Подключение к сети производится через организации, которые являются поставщиками Интернет-услуг и называются провайдерами. Провайдеры предоставляют разные варианты подключен

Отличительные особенности web-документа
Web-документ– это электронный документ, содержащий текстовые, графические и другие данные, которые отформатированы с учетом особенностей приема и передачи информации в сети Инт

Разметка гипертекстовых документов
Первым средством разметки электронных документов, размещаемых в сети Интернет, был язык НТМL.Язык позволял размечать и отображать документ в сети на экране монитора с полиграфическ

Принципы построения сайтов в сети Интернет
Каждый сайт в сети предназначен для решения какой-либо конкретной задачи, например, обучения, повышение уровня продаж, создания определённого имиджа и др. Несмотря на большое разнообразие сайтов, м

Проблемы восприятия сайтов
Множество представленных в сети сайтов имеет разную степень восприятия. На одних сайтах все понятно с первого взгляда, на других пользователь испытывает затруднения при работе. Степень восприятия с

Угрозы компьютерной безопасности
Угрозы компьютерной безопасности могут привести к потере, разрушению или искажению данных, а также к потере программных или аппаратных средств. Все угрозы принято делить на случайные (непреднамерен

Компьютерные вирусы и методы защиты от вирусов
Угрозы безопасности чаще всего реализуют с помощью компьютерных вирусов. Компьютерный вирус –это специально написанная вредоносная машинная программа, способная распро

Противодействие несанкционированному доступу и спаму
Несанкционированный доступ к информации – это выход на компьютерные данные путём нарушения правил доступа с целью незаконного использования полученной информации. Несанкциониро

Общие меры обеспечения компьютерной безопасности
Предотвращение угроз компьютерной безопасности основано на создании базовой системы защиты информации с широким кругом мер, которые подразделяются на правовые, организационные, технические и програ

Мера количества информации

10. В теории информации выделяются три основных направления: структурное, статистическое, семантическое.

11. Структурное - рассматривает дискретное строение массивов информации и их измерение простым подсчетом информационных элементов. (Простейшее кодирование массивов - комбинаторный метод.)

12. Статистическое направление оперирует понятием энтропии как меры неопределенности, то есть здесь учитывается вероятность появления тех или иных сообщений.

13. Семантическое направление учитывает целесообразность, ценность или существенность информации.

14. Эти три направления имеют свои определенные области применения. Структурное используется для оценки возможностей технических средств различных систем переработки информации, независимо от конкретных условий их применения. Статистические оценки применяются при рассмотрении вопросов передачи данных, определении пропускной способности каналов связи. Семантические используются при решении задач построения систем передачи информации разработки кодирующих устройств и при оценке эффективности различных устройств.

4 Система счисления - это код, в котором используют специальные символы для обозначения количества каких-либо объектов.

Десятичная система имеет символы 0,1,2,3………..9 всего их 10, поэтому её иногда называют системой счисления с основанием 10.

Двоичная система счисления имеет только 2 символа 0 и 1, поэтому её называют системой счисления с основанием 2. Символы десятичной системы счисления могут быть записаны в двоичной системе следующим образом:

Таблица 1

В шестнадцатиричной системе счисления, согласно определению, должно быть 16 различных символов перечислим их 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A, B, C, D, E, F.

Буква A обозначает число 10

B обозначает число 11

Преимущество шестнадцатиричной системы состоит в том, что она позволяет реализовывать переход от шестнадцатиричной к двоичной системе счисления достаточно просто, используя тетрады (tetra в переводе с греческого означает четыре) двоичных символов.

Единицы представления данных

Существует множество систем представления данных. Об одной из них, принятой в информатике и вычислительной технике, двоичном коде, уже говорилось выше. Наименьшей единицей такого представления является бит (двоичный разряд) , Совокупность двоичных разрядов, выражающих числовые или иные данные, образует некий битовый рисунок. Практика показала, что с битовым представлением удобнее работать, если этот рисунок имеет регулярную форму. В настоящее время в качестве таких форм используются группы из восьми битов, которые называются байтами (соответствует одному символу).

Группа из 16 взаимосвязанных бит (двух взаимосвязанных байтов) в информатике называетсясловом . Соответственно, группы из четырех взаимосвязанных байтов (32 разряда) называетсяудвоенным словом , а группа из восьми байтов (64 разряда) -учетверенным словом .

Единицы измерения данных

Существует много различных систем и единиц представления данных, Каждая научная дисциплина и каждая область человеческой деятельности может использовать свои, наиболее удобные или традиционно устоявшиеся единицы. В информатике для измерения данных используют тот факт, что разные типы данных имеют уникальное двоичное представление и потому вводят свои единицы измерения данных, основанные на нём.

Наименьшей единицей измерения является байт . Поскольку одним байтом, как правило, кодируется один символ текстовой информации, то для текстовых документов размер в байтах соответствует лексическому объему в символах (за исключением кодировки Unicode).

Более крупная единица измерения - килобайт (Кбайт) . Условно можно считать, что 1 Кбайт примерно равен 1000 байт. Условность связана с тем, что для вычислительной техники, работающей с двоичными числами, более удобно представление чисел в виде степени с двойки и потому на самом деле 1 Кбайт равен 2 10 байт, что составляет 1024 байт. Однако всюду, где это не принципиально, с инженерной погрешностью до 3%, «лишние» байты округляют. В килобайтах измеряют сравнительно небольшие объемы данных. Условно можно считать, что одна страница машинописного текста составляет около 2 Кбайт.

Более крупные единицы измерения данных образуются добавлением префиксов мега- , гига- , тера- ; в более крупных единицах пока нет практической необходимости.

· 1 Мбайт = 1024 Кбайт = 10 20 байт

· 1 Гбайт = 1024 Мбайт = 10 30 байт

· 1 Тбайт = 1024 Гбайт = 10 40 байт

Необходимо обратить внимание на то, что при переходе к более крупным единицам измерения инженерная погрешность, связанная с округлением будет накапливаться, а потому становится недопустимой, поэтому на старших единицах измерения округление производится реже.

Единицы хранения данных

При хранении данных решаются две проблемы:

· как обеспечить к ним удобный и быстрый доступ (если доступ не обеспечен, то это не хранение).

Поскольку адресные данные тоже имеют размер и тоже подлежат хранению, хранить данные в виде мелких единиц, таких как байты, неудобно. Их неудобно хранить и в более крупных единицах (килобайтах, мегабайтах и т.п.) поскольку неполное заполнение одной единицы приводит к неэффективности хранения.

В качестве единицы хранения данных принят объект переменной длины, называемый файлом.

Файл - это последовательность произвольного числа байтов, обладающая собственным уникальным именем.

Обычно в отдельном файле хранят данные, относящиеся к одному типу. В этом случае тип данных определяет тип файла .

Если говорить более техническим языком, то файл можно определить как поименованная область на диске . Если использовать бытовой уровень, то определение файла может быть следующим, файл - это информация, сохраненная на диске под уникальным именем .

Поскольку в определении файла нет ограничений на размер, можно представить себе файл, имеющий 0 байтов (пустой файл) , и файл, имеющий любое число байтов (размер или объем).

В определении файла особое внимание уделяется имени. Оно фактически несет в себе адресные данные, без которых данные, хранящиеся в файле, не станут информацией из-за отсутствия метода доступа к ним. Кроме функций, связанных с адресацией, имя файла может хранить и сведения о типе данных, заключенных в нем. Для автоматических средств работы с данными это важно, поскольку по имени файла они могут автоматически определить адекватный метод извлечения информации из файла.

Понятие о файловой структуре . Требование уникальности имени файла очевидно - без этого невозможно гарантировать однозначность доступа к данным. В средствах вычислительной техники требование уникальности имени обеспечивается автоматически - создать файл с именем, тождественным уже имеющемуся, не может ни пользователь, ни автоматика.

Хранение файлов организуется в иерархической структуре, которая в данном случае называется - файловая структура . Для файловой структуры характерны следующие понятия;

· каталог(папка, директорий)

Каталог (папка, директория) - это группа файлов, хранящаяся на диске под уникальным именем. Каталоги можно разделить на три категории (см. рисунок):

· корневые - каталоги верхнего уровня, несут имя носителя;

· первого порядка - располагаются в корневых каталогах;

· вложенные - располагаются в каталогах первого порядка.

Уникальность имени файла обеспечивается тем, что полным именем файла считается структура, состоящая из следующих элементов:

· собственно имя файла;

· расширение имени файла;

· разделители (\)

Путь доступа к файлу - по сути, является адресом расположения файла и состоит из последовательной цепочки каталогов, разделенных специальным символом \ (обратная косая черта или слэш).

Имя файла - состоит из двух частей. Собственно имени файла и его расширения. Расширение указывает на тип файла или на тип данных, которые в нем содержатся. Имя от расширения обязательно отделяется точкой.

Формула записи полного имени файла выглядит следующим образом:

<имя носителя>\<имя каталога-1 >\...\<имя каталога-n>\<имя файла>

6 При кодировании текста для каждого его символа отводится, обычно, по 1 байту. Это позволяет использовать 2 8 =256 различных символов. Соответствие между символом и его кодом, вообще говоря, может быть выбрано совершенно произвольно. Закодировать текст – значит сопоставить ему другой текст. Кодирование применяется при передаче данных – для того, чтобы зашифровать текст от посторонних, чтобы сделать передачу данных более надежной, потому что канал передачи данных может передавать только ограниченный набор символов (например, - только два символа, 0 и 1) и по другим причинам.

При кодировании заранее определяют алфавит, в котором записаны исходные тексты (исходный алфавит) и алфавит, в котором записаны закодированные тексты (коды ), этот алфавит называетсякодовым алфавитом. В качестве кодового алфавита часто используют двоичный алфавит, состоящий из двух символов (битов ) 0 и 1. Слова в двоичном алфавите иногда называют битовыми последовательностями.

8 Существует два способа представления графических изображений – растровый и векторный. Соответственно различают растровый и векторный форматы графических файлов, содержащих информацию графического изображения. Растровые форматы хорошо подходят для изображений со сложными гаммами цветов, оттенков и форм (фотографии, рисунки, отсканированные данные). Векторные форматы хорошо применимы для чертежей и изображений с простыми формами, тенями и окраской. Растровая графика Растр, или растровый массив (bitmap), представляет совокупность битов, расположенных на сетчатом поле-канве. Бит может быть включен (единичное состояние) или выключен (нулевое состояние). Растровое изображение напоминает лист клетчатой бумаги, на котором каждая клеточка закрашена черным или белым цветом, в совокупности формируя рисунок. Основным элементом растрового изображения является пиксел (pixel): – пиксел – отдельный элемент растрового изображения; – видеопиксел – элемент изображения на экране монитора; – точка – отдельная точка, создаваемая принтером. Цвет каждого пиксела растрового изображения – черный, белый, серый или любой из спектра – запоминается с помощью комбинации битов. Чем больше битов используется для этого, тем большее количество оттенков цвета для каждого пиксела можно получить. Число битов, используемых компьютером для хранения информации о каждом пикселе, называется битовой глубиной или глубиной цвета. Наиболее простой тип растрового изображения состоит из пикселов, имеющих два возможных цвета – черный и белый. Для хранения такого типа пикселов требуется один бит в памяти компьютера (1-битовые изображения). Для отображения большего количества цветов используется больше битов информации. 24 бита обеспечивают более 16 миллионов цветов. 16 разрядов – High Color, 32 – True Color. Основной недостаток растровой графики – каждое изображение требует для своего хранения большое количество памяти. Для решения проблемы обработки объемных (по затратам памяти) изображений используется два основных способа: увеличение памяти компьютера и сжатие изображений. Другой недостаток – снижение качества изображений при масштабировании. Векторная графика Векторное представление определяет описание изображений в виде линий и фигур, возможно, с закрашенными областями. Для описания объектов используются комбинации компьютерных команд и математических формул. Это позволяет различным устройствам компьютера (монитор или принтер) при рисовании вычислять, где необходимо помещать реальные точки. Векторную графику часто называют объектно-ориентированной или чертежной графикой. Имеется ряд простейших объектов (примитивов): эллипс, прямоугольник, линия. Эти примитивы и их комбинации используются для создания более сложных изображений. Если посмотреть содержание файла векторной графики, обнаруживается сходство с программой. Он может содержать команды, похожие на слова, и данные в коде ASCII, поэтому векторный файл можно отредактировать с помощью текстового редактора. Описание окружности (в упрощенном виде): объект – окружность; центр – 50, 70; радиус – 40; линия: цвет – черный, толщина – 0.50; заливка – нет. Данный пример показывает основное достоинство векторной графики – описание объекта является простым и занимает мало памяти. Для описания этой же окружности средствами растровой графики потребовалось бы запомнить каждую отдельную точку изображения, что заняло бы гораздо больше памяти. Преимущества по сравнению с растровой: простота масштабирования изображения без ухудшения его качества; независимость объема памяти, требуемой для хранения изображения, от выбранной цветовой модели. Недостаток: некоторая искусственность – любое изображение необходимо разбить на конечное множество составляющих его примитивов. Векторные рисунки могут включать в себя и растровые изображения. Векторные и растровые изображения могут быть преобразованы друг в друга (конвертация графических файлов в другие форматы). Векторный –> растровый – просто, наоборот – сложнее и не всегда (растровая картинка должна содержать линии, которые могут быть идентифицированы программой конвертации как векторные примитивы).

9 Звуковой сигнал - это непрерывная волна с изменяющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того чтобы компью­тер мог обрабатывать непрерывный звуковой сигнал, он должен быть дистретизирован, т.е. превращен в последовательность электрических им­пульсов (двоичных нулей и единиц).
При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он заменяется серией его отдельных выборок - отсчетов.
Современные звуковые карты могут обеспечить кодирование 65536 различных уровней сигнала или состояний. Для определения количества бит, необходимых для кодирования, решим показательное уравнение:

Таким образом, современные звуковые карты обеспечивают 16-битное кодирование звука. При каждой выборке значению амплитуды звукового сигнала присваивается 16-битный код.
Количество выборок в секунду может быть в диапазоне от 8000 до 48000, т.е. частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 Кгц. При частоте 8 Кгц качество дискретизированного звукового сигнала соответствует качеству радиотрансляции, а при частоте 48 Кгц - качеству звучания аудио-CD. Следует также учитывать, что возможны как моно-, так и стерео-режимы.
Можно оценить информационный объем моном аудио файла длительно­стью звучания 1 секунду при среднем качестве звука (16 бит, 24 Кгц). Для этого количество бит на одну выборку необходимо умножить на количе­ство выборок в 1 секунду:
16 бит * 24000 = 384000 бит = 48000 байт или 47 Кбайт

10 Любой компьютер построен на общих принципах, которые позволяют выделить следующие главные устройства:

· - память (запоминающее устройство, ЗУ), состоящую из перенумерованных ячеек;

· - процессор , включающий в себя устройство управления (У У) и арифметико-логическое устройство (АЛУ);

· - устройства ввода ;

· - устройство вывода .

Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.

В основу построения подавляющего большинства компьютеров положены следующие общие принципы, которые сформулировал в 1945 г. Джон фон Нейман.

1. Принцип программного управления . Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности. Процессор исполняет программу автоматически, без вмешательства человека.

2. Принцип однородности памяти . Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти - число, текст или команда. Над командами в памяти можно выполнять такие же действия, как и над данными. Таким образом, команды одной программы могут быть получены как результаты исполнения другой программы. На этом принципе основаны методы трансляции - перевода текста программы с языка программирования высокого уровня на язык конкретной машины.

3. Принцип адресности . Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек, процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка.

Компьютеры, построенные на этих принципах, относятся к типу фон-неймановских.

Архитектура ЭВМ включает в себя как структуру, отражающую состав ПК, так и программно – математическое обеспечение. Структура ЭВМ - совокупность элементов и связей между ними. Основным принципом построения всех современных ЭВМ является программное управление

11 Архитектура IBM PC - набор и реализация стандартов на один из вариантов электронного Компьютера, использует архитектуру Фон-неймана. Наиболее распространено на сегодняшний день среди компьютеров вообще.

Основой для оригинальных разработок фирмы IBM были центральные процессоры фирмы Intel - Intel 8088 и Intel 8086.

Одной из основных оригинальных идей архитектуры была ее открытость.

Доступность спецификации стандартной системной шины ISA позволяло третьим фирмам производить комплектующий - платы расширения. В конце концов эта возможность вознесла Архитектуру IBM PC на вершину популярности.

Шина - это информационный канал, который объединяет все функцио­нальные блоки МПС и обеспечивает обмен данными .
Конструктивно шина представляет собой n проводников и один общий проводник (земля). Данные по шине передаются в виде слов , которые явля­ются группами бит.
В параллельной шине п бит информации передаются по отдельным линиям одновременно, в последовательной шипе - по одной линии последовательно во времени.
Все основные блоки МПС соединены с единой параллельной шиной, кото­рая называется системной шиной SB (System Bus). Системная шина содержит три шины: адреса, данных и управления.

12 Персональный компьютер - универсальная техническая система. Его конфигурацию (состав оборудования) можно гибко изменять по мере необходимости. Тем не менее, существует понятие базовой конфигурации, которую считают типовой. В таком комплекте компьютер обычно поставляется. Понятие базовой конфигурации может меняться. В настоящее время в базовой конфигурации рассматривают четыре устройства:

o системный блок;

o монитор;

o клавиатура;

Системный блок

Системный блок представляет собой основной узел, внутри которого установлены наиболее важные компоненты. Устройства, находящиеся внутри системного блока, называют внутренними, а устройства, подключаемые к нему снаружи, - внешними.

Внешние дополнительные устройства, предназначенные для ввода, вывода и длительного хранения данных, также называют периферийными.

По внешнему виду системные блоки различаются формой корпуса. Корпуса персональных компьютеров выпускают в горизонтальном (desktop) и вертикальном (tower) исполнении. Корпуса, имеющие вертикальное исполнение, различают по габаритам:

полноразмерный (big tower),

среднеразмерный (midi tower),

малоразмерный (mini tower).

Среди корпусов, имеющих горизонтальное исполнение, выделяют плоские и особо плоские (slim).

Монитор - устройство визуального представления данных. Это не единственно возможное, но главное устройство вывода. Его основными потребительскими параметрами являются: тип, размер и шаг маски экрана, максимальная частота регенерации изображения, класс защиты (Подробнее работу монитора и всей видеосистемы мы рассмотрим позже).

Клавиатура

Клавиатура - клавишное устройство управления персональным компьютером.

Служит для ввода алфавитно-цифровых (знаковых) данных, а также команд управления.

Комбинация монитора и клавиатуры обеспечивает простейший интерфейс пользователя. С помощью клавиатуры управляют компьютерной системой, а с помощью монитора получают от нее отклик.

Принцип действия. Клавиатура относится к стандартным средствам персонального компьютера. Ее основные функции не нуждаются в поддержке специальными системными программами (драйверами). Необходимое программное обеспечение для начала работы с компьютером уже имеется в микросхеме ПЗУ в составе базовой системы ввода-вывода (BIOS), и потому компьютер реагирует на нажатия клавиш сразу после включения.

Мышь - устройство управления манипуляторного типа. Представляет собой плоскую коробочку с двумя-тремя кнопками. Перемещение мыши по плоской поверхности синхронизировано с перемещением графического объекта (указателя мыши) на экране монитора.

Принцип действия. В отличие от рассмотренной ранее клавиатуры мышь не является стандартным органом управления, и персональный компьютер не имеет для нее выделенного порта. Для мыши нет и постоянного выделенного прерывания, а базовые средства ввода и вывода (BIOS) компьютера, размещенные в постоянном запоминающем устройстве (ПЗУ), не содержат программных средств для обработки прерываний мыши.

Материнская плата

Материнская плата - основная плата персонального компьютера. На ней размещаются:

o процессор - основная микросхема, выполняющая большинство математических и логических операций;

o микропроцессорный комплект (чипсет) - набор микросхем, управляющих работой внутренних устройств компьютера и определяющих основные функциональные возможности материнской платы;

o шины - наборы проводников, по которым происходит обмен сигналами между внутренними устройствами компьютера;

o оперативная память (оперативное запоминающее устройство, ОЗУ) - набор микросхем, предназначенных для временного хранения данных, когда компьютер включен;

o ПЗУ (постоянное запоминающее устройство) - микросхема, предназначенная для длительного хранения данных, в том числе и когда компьютер выключен;

o разъемы для подключения дополнительных устройств (слоты). (Устройства рассмотрим отдельно каждое).

Кроме этого на системной плате как правила находятся: контроллеры интерфейсов (жестких и гибких дисков, клавиатуры и др.)

Контроллер является средством сопряжения какого-либо устройства с шиной компьютера, способным на самостоятельные действия после получения команд от обслуживающей его программы. Сложные контроллеры могут иметь в своем составе процессор.

Адаптер также является средством сопряжения какого-либо устройства с шиной компьютера, однако к самостоятельной работе не способен (например, адаптеры COM- и LPT-портов, мыши).

Современные системные платы, как правило, выполняются на основе чипсетов (Chipset). Чипсет это набор из нескольких БИС (больших интегральных схем), реализующих функции связи всех основных компонентов. Чипсет определяет возможность использования различных типов процессоров, памяти, его тип существенно влияет на производительность.

Соответственно для каждого поколения процессоров разрабатывались свои материнские платы, позволяющие максимально раскрыть его возможности.

Как правило, материнские платы имеют стандартные габариты для определенного поколения процессоров. Однако существую так называемые брендовые платы, имеющие специфические габариты, и их можно устанавливать только в родные корпуса.

Звуковая карта

Звуковая карта явилась одним из наиболее поздних усовершенствований персонального компьютера. Она устанавливается в один из разъемов материнской платы в виде дочерней карты и выполняет вычислительные операции, связанные с обработкой звука, речи, музыки. Звук воспроизводится через внешние звуковые колонки,

подключаемые к выходу Звуковой карты. Специальный разъем позволяет отправить звуковой сигнал на внешний усилитель. Имеется также разъем для подключения микрофона, что позволяет записывать речь или музыку и сохранять их на жестком диске для последующей обработки и использования.

Основным параметром звуковой карты является разрядность, определяющая количество битов, используемых при преобразовании сигналов из аналоговой в цифровую форму и наоборот. Чем выше разрядность, тем меньше погрешность, связанная с оцифровкой, тем выше качество звучания. Минимальным требованием сегодняшнего дня являются 16 разрядов, а наибольшее распространение имеют 32-разрядные и 64-разрядные устройства.

13 Материнская плата это сложная многослойная печатная плата на которой устанавливаются основные компоненты персонального компьютера (центральный процессор, контроллер ОЗУ и собственно ОЗУ, загрузочное ПЗУ, контроллеры базовых интерфейсов ввода-вывода). Как правило, материнская плата содержит разъёмы для подключения дополнительных контроллеров, для подключения которых обычно используются шины USB, PCI и PCI-Express.От англ. motherboard, иногда используется сокращение MB или слово mainboard - главная плата.

Чипсет (англ. chipset) - набор микросхем, спроектированных для совместной работы с целью выполнения набора каких-либо функций. Так, в компьютерах чипсет, размещаемый на материнской плате, выполняет роль связующего компонента, обеспечивающего совместное функционирование подсистем памяти, центрального процессора (ЦП), ввода-вывода и других.

Системная плата

Все компоненты компьютера связаны между собой одной самой большой печатной платой (которую сразу можно узнать на фотографии по размерам), её называют системной платой или материнской платой .

Блок питания

Чтобы все компоненты могли выполнять свою задачу, их нужно запитать электрической энергией. Для снабжения этой энергией используется компьютерный блок питания , от которого тянутся провода по всему системному блоку.

Центральный процессор

С процессором мы уже знакомились в третьем IT-уроке, напомню, что задача процессора – обрабатывать информацию.

Процессор устанавливается в специальный разъем на системной плате (английское название разъема – «Socket »). Процессорный разъем обычно находится в верхней части системной платы.

После установки процессора в разъем, поверх устанавливают систему охлаждения – кулер (алюминиевый радиатор с вентилятором).

С оперативной памятью мы тоже познакомились в третьем уроке.

Оперативная память (ОЗУ ), как и процессор, устанавливается в специальные разъемы на системной плате.

Видеокарта

Видеокарта (видеоадаптер, графический адаптер , графическая карта, графическая плата и т.д.) предназначена для обработки графических объектов, которые выводятся в виде/форме изображения на экране монитора.

Сетевая карта

Сетевая карта (сетевой адаптер) предназначена для подключения компьютера к компьютерной сети.

Звуковая карта

Звуковая карта (звуковой адаптер) обрабатывает звук и выводит его на акустические системы (колонки) или наушники.

Жесткий диск

На жестком диске хранятся все программы и данные компьютера (подробнее об этом в третьем IT-уроке).

Жесткий диск в отличие от предыдущих компонентов, не устанавливается на системную плату, а крепится в специальном отсеке корпуса системного блока (посмотрите на фотографию).

Оптический привод

Оптический привод (DVD-привод) нужен для чтения и записи DVD и CD дисков. Как и жесткий диск, оптический привод устанавливаетсяв специальный отсек системного блока.

Контроллеры устройств

Устройства ввода-вывода обычно состоят из механической и электронной со­ставляющей. Зачастую эти две составляющие удается разделить, чтобы получить модульную конструкцию и придать устройству более общий вид. Электронный компонент называется контроллером устройства, или адаптером. На персо­нальных компьютерах он часто присутствует в виде микросхемы на системной плате или печатной платы, вставляемой в слот расширения PCI. Механический компонент представлен самим устройством.

На плате контроллера обычно имеется разъем, к которому может быть под­ключен кабель, ведущий непосредственно к самому устройству. Многие кон­троллеры способны управлять двумя, четырьмя или даже восемью одинаковыми устройствами. Если интерфейс между контроллером и устройством подпадает под какой-нибудь стандарт, будь то один из официальных стандартов ANSI, IEEE или ISO или же один из ставших де-факто стандартов, то компании могут производить контроллеры или устройства, соответствующие этому интерфейсу. К примеру, многие компании производят дисковые приводы, соответствующие интерфейсу IDE, SATA, SCSI, USB или Fire Wire (IEEE 1394).

Интерфейс между контроллером и устройством зачастую относится к интер­фейсу очень низкого уровня. Например, какой-нибудь жесткий диск может быть отформатирован на 10 000 секторов на дорожку, с размером сектора 512 байт. Но на самом деле с привода поступает последовательный поток битов, начинающийся с заголовка сектора (преамбулы), затем следуют 4096 бит, имеющиеся а секторе, и в завершение следует контрольная сумма, также называемая кодом коррекции ошибок (ЕСС, Errorr Correcting Code). Заголовок сектора записывается на диск во время форматирования и содержит номера цилиндра и сектора, размер сектора, и тому подобные данные, а также информацию о синхронизации.

Задача контроллера состоит в преобразовании последовательного потока битов в блок байтов и осуществлении коррекции ошибок в случае необходимости. Блок байтов обычно проходит первоначальную побитовую сборку в буфере, входящем в состав контроллера. После проверки контрольной суммы блока и объявления его не содержащим ошибок он может быть скопирован в оперативную память.

Контроллер монитора также работает как побитовое последовательное устрой­ство на таком же низком уровне. Он считывает байты, содержащие символы, ко­торые должны быть отображены из памяти, и генерирует сигналы, используемые для модуляции луча электронно-лучевой трубки, заставляющие ее вести запись на экране. Контроллер также генерирует сигналы, заставляющие луч электронно­лучевой трубки осуществлять обратный ход луча по завершении сканирования строки, а также сигналы для осуществления вертикального обратного хода луча после сканирования всего экрана. Если бы контроллер электронно-лучевой труб­ки этим не занимался, то программисту операционной системы пришлось бы явным образом программировать аналоговое сканирование трубки. При наличии контроллера операционная система инициализирует его с помощью нескольких параметров, среди которых количество символов или пикселов в строке и количе­ство строк на экране, а заботу об управлений лучом возлагает на контроллер. Плоские жидкокристаллические дисплеи имеют другую, более сложную конструкцию.

Контроллер прерываний (англ. Programmable Interrupt Controller, PIC ) - микросхема или встроенный блок процессора, отвечающий за возможность последовательной обработки запросов на прерывание от разных устройств.

©2015-2017 сайт
Все права принадлежать их авторам. Данный сайт не претендует на авторства, а предоставляет бесплатное использование.