Принципы представления и обработки информации.

Логическая схема организации компьютера Фон-Неймана

Фон Нейман выдвинул основополагающие принципы логического устройства ЭВМ и предложил ее структуру, которая воспроизводилась в течение первых двух поколений ЭВМ. Основными блоками по Нейману являются устройство управления (УУ) и арифметико-логическое устройство (АЛУ) (обычно объединяемые в центральный процессор), память, внешняя память, устройства ввода и вывода. Схема устройства такой ЭВМ представлена на рис. 1. Следует отметить, что внешняя память отличается от устройств ввода и вывода тем, что данные в нее заносятся в виде, удобном компьютеру, но недоступном для непосредственного восприятия человеком. Так, накопитель на магнитных дисках относится к внешней памяти, а клавиатура – устройство ввода, дисплей и печать – устройства вывода. Устройство управления и арифметико-логическое устройство в современных компьютерах объединены в один блок – процессор, являющийся преобразователем информации, поступающей из памяти и внешних устройств (сюда относятся выборка команд из памяти, кодирование и декодирование, выполнение различных, в том числе и арифметических, операций, согласование работы узлов компьютера).

Принципы представления и обработки информации.

Данные в компьютере представляются в виде кода, который состоит из единиц и нулей в разной последовательности.
Код - набор условных обозначений для представления информации. Кодирование - процесс представления информации в виде кода. Кодовая таблица - это внутреннее представление символов в компьютере. Во всем мире в качестве стандарта принята таблица ASCII (American Standard Code for Information Interchange - Американский стандартный код для обмена информацией). Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт = 8 бит. Учитывая, что каждый бит принимает значение 0 или 1, количество их возможных сочетаний в байте равно 2⁸ = 256. Значит, с помощью 1 байта можно получить 256 разных двоичных кодовых комбинаций и отобразить с их помощью 256 различных символов. Эти комбинации и составляют таблицу ASCII.
Для сокращения записей и удобства пользования кодами символов используют шестнадцатеричную систему счисления, состоящую из 16 символов - 10 цифр и 6 латинских букв: A, B, C, D, E, F. Так, буква S будет представлена в шестнадцатеричной системе по сравнению с двоичной более компактным кодом 53. Стандарт ASCII определяет первые 128 символов от 0 до 127: цифры, буквы латинского алфавита, управляющие символы. Первые 32 символа являются управляющими и предназначены в основном для передачи команд управления. Вторая половина таблицы от 128 до 255 – национальный алфавит.

Звуковая информация может быть представлена последовательностью элементарных звуков (фонем) и пауз между ними. Каждый звук кодируется и хранится в памяти. Вывод звуков из компьютера осуществляется синтезатором речи, который считывает из памяти хранящийся код звука.

Для того, чтоб обработать введенную информацию в компьютер, необходимо, чтобы в машине существовали нужные определенные алгоритмы работы и обработки. Если их не будет, то информация преобразовываться не будет. Компьютер должен быть снабжен такими алгоритмами и должен уметь их применять к вводимой информации с тем, чтобы «правильно» преобразовывать ее в выходные данные. Все устройство компьютера обусловлено требованием обработки информации в кратчайшие сроки, наиболее быстрым способом. Под действие данной обработки понимают любые функции, направленные на преобразование информации из одного состояния в другое. Соответственно, компьютер имеет специальное устройство, называемое процессором, которое предназначено исключительно для чрезвычайно быстрой обработки данных, со скоростями, доходящими до миллиардов операций в секунду. Процессор берет все необходимые данные из оперативной памяти. Это устройство направлено на временное хранение, как входящей, так и выходящей информации.

Там же в оперативной памяти находится и место для хранения промежуточных данных, формируемых в процессе обработки информации. Таким образом, процессор как получает данные из оперативной памяти, так и записывает обработанные данные в оперативную память.

Процесс обработки информации состоит из следующих основных этапов:
•Чтение информации из формата хранения в оперативную память,
•Интерактивное отображение и изменение информации,
• Запись информации в формат хранения.