Wprowadzenie do informatyki i użytkowania komputerów. Kodowanie informacji System komputerowy

Transkrypt

1 1 Wprowadzenie do informatyki i użytkowania komputerów Kodowanie informacji System komputerowy

2 Kodowanie informacji 2 Co to jest? bit, bajt, kod ASCII. Jak działa system komputerowy? Co to jest? pamięć RAM, ROM, mikroprocesor, cykl rozkazowy mikroprocesora, słowo maszynowe, płyta główna, szyna danych, rejestry procesora.

3 Jednostki informacji 3 bit Jest to elementarna (najmniejsza) jednostka informacji cyfrowej stosowana w informatyce. W zapisie dwójkowym reprezentuje pojedynczą cyfrę: 0 lub 1. W urządzeniach komputerowych, które oparte są na zastosowaniu układów elektronicznych, ten sposób reprezentacji (kodowania) danych jest najprostszy. Polega on na pojawianiu się w kolejnych odstępach czasu impulsów elektrycznych (1) lub ich braku (0). Mogą one reprezentować liczbę, znak, rozkaz lub adres komórki pamięci.

4 Jednostki informacji 4 bajt [B] (równy 8 bitom) stanowi podstawową jednostkę informacji we współczesnych komputerach. kilobajt [KB] 1 KB = 2 10 B = 1024 bajtów megabajt [MB] 1 MB = 2 10 kb = 2 10 * 2 10 B = 2 20 B = bajtów gigabajt [GB] 1 GB = 2 10 MB = 2 10 * 2 10 KB = 2 10 * 2 10 * 2 10 B = 2 30 B = bajtów

5 Kodowanie informacji ASCII - standardowy kod wymiany informacji (ang. American standard Code for Information Interchange) 5 Opracowany w celu umożliwienia wymiany informacji między różnymi komputerami. Do zakodowania jednego znaku (małe i duże litery alfabetu, cyfry, operatory matematyczne, znaki specjalne) wykorzystywany jest 1 bajt (ile można zakodować różnych znaków?). Każdemu znakowi przyporządkowano liczbę (tablica kodów ASCII).

6 Kodowanie informacji 6

7 Kodowanie informacji 8 Najważniejsze informacje o kodach ASCII: kody od 0 do 31 to znaki specjalne nie mające odpowiednika w alfabecie (są to znaki sterujące ekranem i drukarką), kody od 32 do 127 to m.in.: kody cyfr od 48 (0) do 57 (9), kody dużych liter alfabetu od 65 (A) do 90 (Z), kody małych liter alfabetu od 97 (a) do 122 (z).

8 Kodowanie informacji 9 Kodów ASCII jest 128. Jest to zatem kod 7-bitowy. Ponieważ elementarną jednostką informacji jest 1 bajt (8 bitów), można dodatkowo zakodować 128 znaków, nie będących jednak standardem obowiązującym w różnych typach komputerów. Rozszerzenie ASCII zawiera definicje znaków o kodach od 128 do 255. Kody powyżej 128 są np. wykorzystane na definicje polskich znaków według standardów: Mazovia, DHN, Latin 1 (ISO ) czy Latin 2 (ISO ). Stąd też czasami na ekranie monitora, na wydruku lub podczas przeglądania informacji w Internecie zamiast polskich liter mogą pojawić się jakieś... dziwne znaki.

9 Kodowanie informacji 10 Z faktu stosowania kodu ASCII wynika alfabetyczne porządkowanie liter oraz porządkowanie liczb, np.: 23 < 45 ponieważ kod cyfry 2 jest mniejszy od kodu cyfry 4, ALA < OLA ponieważ kod litery A jest mniejszy od kodu litery O.

10 Kodowanie informacji 11 Kody polskich znaków

11 System komputerowy 12

12 System komputerowy 13

13 Cykl rozkazowy mikroprocesora 14 Realizując program, system mikroprocesorowy wykonuje pewne powtarzające się czynności, polegające na cyklicznym pobieraniu kodów rozkazów z pamięci i wczytywaniu ich do układu sterowania mikroprocesora, a następnie realizacji rozkazu, którego kod został pobrany. W cyklu tym możemy wyróżnić dwie fazy: faza pobrania (ang. fetch), faza wykonania (ang. execution). Słowo maszynowe To podstawowa porcja informacji, na której operuje system komputerowy. Liczbę bitów w słowie nazywa się długością lub szerokością słowa i z przyczyn praktycznych zazwyczaj jest ona potęgą liczby 2. Wielkość słowa określa rozmiar szyny danych oraz rejestrów procesora.

14 Szyna danych 15 Szyna danych (ang. data bus) część magistrali komunikacyjnej odpowiedzialna za transmisję właściwych danych, w odróżnieniu od danych adresowych (za co odpowiedzialna jest szyna adresowa) czy sygnałów sterujących (szyna sterująca). Rejestry procesora Rejestry procesora komórki pamięci o niewielkich rozmiarach (najczęściej 4/8/16/32/64/128/256 bitów) umieszczone wewnątrz procesora i służące do przechowywania tymczasowych wyników obliczeń, adresów lokacji w pamięci operacyjnej itd. Większość procesorów przeprowadza działania wyłącznie korzystając z wewnętrznych rejestrów, kopiując do nich dane z pamięci i po zakończeniu obliczeń odsyłając wynik do pamięci.