1 Подання (кодування) даних в пам’яті комп’ютера


Скачати 58.45 Kb.
Назва1 Подання (кодування) даних в пам’яті комп’ютера
Дата30.03.2013
Розмір58.45 Kb.
ТипДокументи
bibl.com.ua > Інформатика > Документи
10.Подання (кодування) даних в пам’яті комп’ютера. Структура внутрішньої пам’яті комп’ютера. Біт, байт, машинне слово. Кодування символьних даних в пам’яті комп’ютера. Подання числових даних (цілих та дійсних чисел). Кодування графічних та звукових даних у пам’яті комп’ютера. Поняття про архівацію даних. Методи архівації.

. Структура внутрішньої пам’яті комп’ютера. Біт, байт, машинне слово.

Для того, щоб зрозуміти, як подається (кодується) інформація в комп'ютері, потрібно знати структуру його внутрішньої (оперативної) пам'яті, основні її струк турні одиниці. Такими структурними одиницями є біт, байт та машинне слово. З попереднього матеріалу відомо, що інформація подається в комп'ютері у двійковому коді і що один символ цього коду («0» або «1») несе 1 біт інформації Бітом називають і чарунку пам'яті, що зберігає один двійковий знак (тобто один біт інформації). Отже, внутрішня пам'ять комп'ютера має дискретну бітову структуру. Вісім підряд розташованих бітів пам'яті утворюють байт. В одному байті пам'яті зберігається один байт інформації. Всі байти внутріш­ньої пам'яті пронумеровано — кожен байт пам'яті має свою унікальну адресу. Нумерація адрес починається з нуля і подається у двійкових кодах. Для компактного подання адрес використовують також 16-кову систему числення. Більшою структурною одиницею внутрішньої пам'яті є машинне слово.
Машинне слово — це найбільша послідовність байтів, яку процесор може опрацьовувати як єдине ціле. Довжина машинного слова може бути різною — 1, 2, 4, 8 байтів і т. д.

Отже, машинне слово складається зі скінченної кількості байт. Адреса машин­ного слова завжди дорівнює адресі молодшого байта, який входить до цього слова. Запис інформації до пам'яті, а також зчитування інформації з пам'яті виконується за адресами машинних слів. Адресність і довжина машинного слова дають мож­ливість обрахувати інформаційний обсяг внутрішньої пам'яті комп'ютера.

Подання числових даних (цілих та дійсних чисел).

Під час проведення математичних розрахунків числа всередині комп'ютера можуть бути подані у природній (з фіксованою крапкою) чи нормальній (з пла­ваючою крапкою) формах запису.

Для запису чисел у природній формі машинне слово ділиться на два фік­совані поля (частини). Перше поле відводиться для запису цілої частини числа, друге — дробової.

Недолік цього способу — малий діапазон подання чисел і необхідність їх масштабування. У цій формі в сучасних ПК записуються тільки цілі числа.

Для подання чисел у пам'яті комп'ютера використовують спеціальні двій­кові коди: прямий, обернений та доповняльний.

Прямий код. Для його одержання треба у даному двійковому цілому числі знак «+» замінити символом «0», а знак «-» — символом «1».

Обернений код цілого n-розрядного числа.

Доповняльний код цілого n-розрядного числа .

Для додатніх чисел доповняльний код співпадає з прямим.

Доповняльний код цілого від»много числа можна одержати за таким алгоритмом:

  1. у знаковий розряд записати 1;

  2. «у цифрових розрядах одиниці замінити нулями, а нулі одиницями;

  3. № до наймолодшого розряду одержанного результату (обернений код) додати 1.

Обернений та доповняльні коди використовують для виконання арифметичних дій. При цьому дію віднімання замінюють дією додавання обернених або доповняльних кодів


Кодування графічних та звукових даних у пам’яті комп’ютера.

. Кодування графічної інформації в комп'ютері

Графічні зображення на папері, фото- чи кіноплівці подаються в аналоговій формі. Для перетворення такої аналогової інформації в дискретну (цифрову) використовують сканер. У результаті сканування інформація про зображення перетворюється у відповідний цифровий формат (двійковий відеокод), який записується і зберігається в оперативній пам'яті комп'ютера (ОЗП чи RAM). Частину ОЗП, яка зберігає відеоінформацію, називають відеопам 'яттю. Інфор­мація про графічне зображення, подана у двійкових кодах, може також збері­гатися у відповідних файлах — графічних файлах. Графічна інформація, запи­сана в ОЗП, перетворюється у зображення на екрані за допомогою відеоси-Істеми, яка складається з відеокарти (відеоконтролера) та монітора (дисплея). Основними складовими відеокарти є відеопам'ять та графічний прискорювач (дисплейний процесор). Інформація записується у відеопам'ять відеокарти і одразу ж відтворюється на екрані внаслідок неперервної роботи дисплейного процесора, який керує роботою монітора. Зміна зображення («картинки») на екрані — це зміна вмісту відеопам'яті відеоконтролера. Для відтворення графічної інформації найчастіше використовують растро­ві монітори. Екран растрового монітора розбитий на фіксоване число точок, які утворюють матрицю («растр») із фіксованими числами рядків і стовпців

Растрові монітори працюють у прямокутній системі координат. Кожен елемент зображення — піксель (від англійського pixel) характеризується координатами — парою чисел (х, у). Кіль-кість пікселів по горизонталі і вертикалі тхп називається роздільною здатні­стю монітора.

Якість растрового зображення на екрані монітора залежить від його роз­дільної здатності, кількості кольорів (палітри) та розміру екрана.

Кількість бітів, які треба виділити для збереження кольору однієї точки (пікселя), називається глибиною кольору.

. Кодування звукової інформації

Із фізичної точки зору звук в аналоговій формі — це коливання у певному діапазоні частот, яке передається звуковою хвилею через повітря чи інше пружне середовище. Процес перетворення звуку у цифрову дискретну форму відбу вається за такою схемою:

звукова хвиля —»мікрофон —> змінний електричний струм (аналогова інфор мація) -> аналогово-цифровий перетворювач (аудіоадаптер чи звукова плі та) —> двійковий код (дискретна цифрова інформація).

Одержаний двійковий код записується і зберігається в пам'яті комп'ютера.
Процес відтворення звукової інформації, що зберігається у двійковому форма­
ті в пам'яті комп'ютера, відбувається за схемою: Щ

ОЗП(оперативно запам»ятовуючий пристрій) — двійковий код —> аналогово-цифровий перетворювач — змінний електричний струм —> динамік — звукова хвиля.

Аналогово-цифровий перетворювач (аудіоадаптер чи звукова плата) — це спеціальний пристрій, призначений для перетворення електричних коливань звукової частоти (аналогові сигнали) у числовий двійковий код (цифрові дис­кретні сигнали) при введені звуку в оперативну пам'ять комп'ютера і для оберненого перетворення при відтворенні звуку.

Якість комп'ютерного звуку визначається частотою дискретизації та розрядністю. Частота дискретизації — це кількість вимірювань вхідного сигналу за 1 секунду.

Розрядність — це число бітів у регістрі аудіоадаптерів. Вона визначає точність вимірювань вхідного сигналу. Чим бі­льша розрядність, тим більша точність кожного окремого перетворення (за методом дискретизації) в число.

Файл, у якому інформація закодована вищевказаним способом, називаєть­ся аудіофайлом.
Поняття про архівацію даних.

Архівація даних -- це процес стискування інформації (файлів, груп файлів, каталогів, цілих дисків) з метою економії дикого простору та захисту її від несанкціонованого доступу.

Розроблено багато різних методів архівації даних. Для архівації використовують спеціальні програми, які називають архіваторами. Перші архіватори з'явилися в 1985 році.

Основними можливостями нових архіваторів є: занесення цілих груп файлів та підкаталогів до архіву, поновлення архіву, перегляд файлів в архіві, вилучення файлів з архіву, захист файлів від несанкціонованого доступу, перевірка цілісності архіву, створення багатотомних архівів та архівів, які автоматично розкриваються. Сучасні архіватори дозволяють економити від 20% до 90% дискового простору.
Методи стиснення даних без втрат

На сьогодні розроблено багато способів стиснення без втрат, в основі їх лежать такі методи кодування:

  • Групове кодування RLE (Run Length Encoding) – один з найстаріших методів стиснення, який використовується в основному для архівації графіки.

  • Кодування Хаффмана (анг. Huffman) – в основі лежить той факт, що деякі символи в тексті можуть траплятись частіше середньої частоти повторень, а інші – рідше.

  • Кодування Лемпеля-Зіва (англ. Lempel, Ziv) – використовує факт неодноразового повторення фрагментів тексту, тобто послідовностей байтів.

Практично всі популярні програми-архіватори без втрат (ARJ, RAR, ZIP тощо) використовують методи Лемпеля-Зіва і Хаффмана (так званий алгоритм LZH – за початковими літерами прізвищ авторів).

Схожі:

Урок №5. Тема: Пам'ять комп’ютера
Мета: ознайомити учнів з видами пам’яті комп’ютера; зовнішніми запам’ятовуючими пристроями комп’ютера
Урок №5. Тема: Пам'ять комп’ютера
Мета: ознайомити учнів з видами пам’яті комп’ютера; зовнішніми запам’ятовуючими пристроями комп’ютера
Вирт Н. Алгоритмы + структуры данных = программы: [пер с англ.]
Сутності концепції дії, концепції розподілу пам’яті, концепції типів даних. Внутрішнє представлення даних в пам’яті комп’ютера
7. Архітектура комп’ютера
Архітектура комп’ютера. Поняття архітектури комп’ютера. Класична архітектура комп’ютера і принципи фон Неймана. Удосконалення і розвиток...
МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ ТА НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ ”ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА”
Важливим і необхідним компонентом в складі архітектури комп’ютера – є пам’ять від якої залежить продуктивність комп’ютера. Система...
Завадський І. О. та ін. Інформатика: 9 кл.: Підруч для загальноосвіт...
Тема. Пам'ять комп'ютера. Внутрішня пам'ять. Зовнішня пам'ять. Дисководи. Новітні пристрої пам'яті. Практична робота №1. Робота з...
Тема: Організація файлової системи на диску в ОС
Файл — це іменована сукупність інформації, яка розміщена в зовнішній пам'яті комп'ютера
Пояснювальна записка
Дані. Різновиди обсягу даних. Поняття про інформаційну надлишковість повідомлень. Способи подання і кодування повідомлень, двійкове...
Опис програми ArchiCAD
«віртуальне будівля» об'ємна модель, що відповідає реальному будівлі, але існуюча тільки в пам'яті комп'ютера. З цієї віртуальної...
Лекція №4 Тема: Програмне забезпечення персональних комп’ютерів
Системне програмне забезпечення призначене для керування роботою складових комп’ютера та обміном даними між ними, діагностування...
Додайте кнопку на своєму сайті:
Портал навчання


При копіюванні матеріалу обов'язкове зазначення активного посилання © 2013
звернутися до адміністрації
bibl.com.ua
Головна сторінка