Системы счисления. Информатика – это наука о закономерностях протекания информационных процессов в системах различной природы

Или

Информатика – это наука о закономерностях протекания информационных процессов в системах различной природы, о методах, средствах и технологиях автоматизации информационных процессов, о закономерностях создания и функционирования информационных систем.

2. Общие принципы построения и инвариантная функциональная структура ЭВМ (АЛУ, УУ, память). Назначение и характеристика основных блоков.

Разнообразие современных компьютеров очень велико. Но их структуры основаны на общих логических принципах, позволяющих выделить в любом компьютере следующие главные устройства:

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

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

· устройство ввода;

· устройство вывода.

Эти устройства соединены каналами связи, по которым передается информация.

Основные устройства компьютера и связи между ними представлены на схеме. Жирными стрелками показаны пути и направления движения информации, а простыми стрелками — пути и направления передачи управляющих сигналов.

Функции памяти:

· приём информации из других устройств;

· запоминание информации;

· выдача информации по запросу в другие устройства машины.

Функции процессора:

· обработка данных по заданной программе путем выполнения арифметических и логических операций;

· программное управление работой устройств компьютера.

Та часть процессора, которая выполняет команды, называется арифметико-логическим устройством (АЛУ), а другая его часть, выполняющая функции управления устройствами, называется устройством управления (УУ).

Обычно эти два устройства выделяются чисто условно, конструктивно они не разделены.

В составе процессора имеется ряд специализированных дополнительных ячеек памяти, называемых регистрами.

Регистр выполняет функцию кратковременного хранения числа или команды. Над содержимым некоторых регистров специальные электронные схемы могут выполнять некоторые манипуляции. Например, "вырезать" отдельные части команды для последующего их использования или выполнять определенные арифметические операции над числами.

Основным элементом регистра является электронная схема, называемая триггером, которая способна хранить одну двоичную цифру (разряд). Логическая схема триггера описана в разделе 5.7.

Существует несколько типов регистров, отличающихся видом выполняемых операций.

Некоторые важные регистры имеют свои названия, например:

· сумматор - регистр АЛУ, участвующий в выполнении каждой операции

· счетчик команд - регистр УУ, содержимое которого соответствует адресу очередной выполняемой команды; служит для автоматической выборки программы из последовательных ячеек памяти;

· регистр команд - регистр УУ для хранения кода команды на период времени, необходимый для ее выполнения. Часть его разрядов используется для хранения кода операции, остальные — для хранения кодов адресов операндов.

3. Представление информации в компьютере.

Это принятый способ записи чисел и сопоставление этим записям реальных значений. Все системы счисления можно поделить на позиционные и непозиционные. Для записи чисел в различных системах используется некоторое количество отличных друг от друга знаков. Число таких знаков в позиционной системе счисления называется основанием системы счисления.

Основание	Система счисления	Знаки
	Двоичная Восьмеричная Десятичная Шестнадцатеричная	0,1 0,1,2,3,4.5,6,7 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F

В позиционной системе счисления число может быть представлено в виде суммы произведений коэффициентов на степени основания системы счисления:

23,43=2*10^1+3*10^0+4*10^(-1)+3*10^(-2)

692=6*10^2+9*10^1+2

Значение каждого знака в числе зависит от позиции, которую занимает знак в записи числа – поэтому позиционная.

При работе с компьютером приходится параллельно использовать несколько позиционных систем счисления(чаще всего 2-ную, 8-ную и 16-ную). Особая значимость двоичной системы счисления в информатике определяется тем, что внутреннее представление информации в компьютере является двоичным, т.е. описываемым набором из двух знаков (0 и 1).

Таблица перевода чисел.