Представлення інформації в ЕОМ

Ви коли-небудь замислювалися, що спільного між древніми людьми, сучасною людиною і комп`ютером? Незважаючи на відмінності, загальне все-таки є. Наскальні малюнки первісної людини, записи наших сучасників і двійковий код в обчислювальних машинах - все це способи подання інформації, або, що більш точно, лише деякі їх види. Зараз, коли комп`ютери міцно увійшли в повсякденне життя суспільства, кожному, щоб йти в ногу з часом, необхідно розбиратися хоча б в основних термінах і поняттях.

З моменту своєї появи обчислювальні системи змінили кілька поколінь: спочатку це були механічні лічильні машинки, потім лампові моделі і, нарешті, напівпровідникові електронні їх різновиди. Що цікаво, з тих далеких часів, коли було покладено початок комп`ютерним обчисленням, основні принципи кодування даних залишилися незмінними. Іншими словами, подання інформації в ЕОМ точно таке ж, як і в механічних пристроях. Зрозуміло, мова йде саме про принципи, а не способи реалізації. Всі знають, що подання інформації в ЕОМ має двійкову природу. Про це розповідають на перших уроках інформатики ще в школі. Що ж ховається за терміном «двоичное числення»?

Давайте порахуємо до десяти: 0, 1, 2, 3, 4 ... 10. У цьому ряду десять цифр, причому саме «10» - відсутня, так як складається з двох більш простих «1» і «0». Представлення інформації в ЕОМ інше. У ньому використовуються лише дві перші цифри, причому не просто їх зображення, а електричні розряди: транзистор, цей «цеглинка» сучасних електронних схем, може мати два положення - закрите і відкрите. Якщо на його базу подається замикаюча напруга (є розряд, логічна одиниця), то елемент струм не проводить, і навпаки. Звичайно, на практиці подання інформації в ЕОМ реалізується за більш складним механізмам: «1» може означати як наявність, так і відсутність сигналу. Причому останній не просто управляє станом одиничного транзистора, а формує роботу логічних схем «І - АБО».

Логічні «0» і «1» називаються бітами (binary digit - двійковий розряд, цифра). Група з восьми (не десятка!) Бітів є байтом. Комбінуючи їх послідовність, можна закодувати будь-який символ. Отже, байт - це найменша одиниця інформації. У свою чергу, змінюючи порядок байтів, можна закодувати (представити у цифровому вигляді) будь-яку інформацію. Таке кодування виконується як окремими пристроями, так і комп`ютерними програмами. Наприклад, коли ми говоримо «по скайпу» через мікрофон, аналоговий електричний сигнал (хвиля) перетвориться звуковою картою в потік логічних нулів і одиниць, які передаються програмі співрозмовника, де виконується зворотне перетворення - в хвилю, що відправляється на звуковідтворювальний пристрій. Точно так само, натискаючи на яку кнопку клавіатури, користувач повідомляє програмі бажаний двійковий код, хоча для зручності на екрані відображається бажаний символ.

Способи подання інформації в ЕОМ, як уже зазначалося, дозволяють кодувати все. Наприклад, для оцифровки зображення застосовується наступне рішення: оскільки будь-яка картинка може бути представлена у вигляді набору точок, кожна з яких характеризується координатами на площині, яскравістю, кольором, то достатньо всі ці дані перетворити на зрозумілу комп`ютеру послідовність одиниць і нулів. Далі для перегляду такої електронної копії на екрані монітора програма відправляє на пристрій виведення інформацію по кожній точці, і відповідно до неї будується картинка.

Перевага двійкової системи обчислення перед іншими полягає в її простоті і зручності «прив`язування» до управління електронними ключами. Частково саме це послужило основною причиною її використання в сучасних обчислювальних системах.