Пз №4. Оценка способов внутримашинного представления информации

 

Цель занятия. 1. Закрепление теоретических знаний по теме занятия.

2. Приобрести навыки анализа различных способов представления информации в ЭВМ.

3. Совершенствование практических навыков оценки характеристик ЭВМ.

 

Краткие теоретические сведения о способах представления информации в ЭВМ

 

Информация - это сведения об окружающем мире и протекающих в нем процессах, воспринимаемые человеком или специализированным устройством, например ЭВМ, для обеспечения целенаправленной деятельности.

Информация может быть по своей физической природе: числовой, тек­стовой, графической, звуковой, видео и др. Она также может быть постоян­ной (неменяющейся), переменной, случайной, вероятностной. Наибольший интерес представляет переменная информация, так как она позволяет выявить причинно-следственные связи в процессах и явлениях. Существуют различные способы оценки количества информации. Классическим является подход, использующий формулу Хартли. Применительно к двоичной системе она имеет вид:

H = log ₂ N,

где Н - количество информации, несущей представление о состоянии, в котором находится объект;

N - количество равновероятных альтернативных состояний объекта.

В случае n разновероятных альтернативных состояний объекта – Pi, используют формулу Шеннона, которая имеет вид

n

H = ∑ Pi log ₂ (1/Pi).

i=1

Любая информация, обрабатываемая в ЭВМ, должна быть представлена двоичными символами {0,1}, т.е. должна быть закодирована комбинацией этих символов. Различные виды информации (числа, тексты, графика, звук) имеют свои правила кодирования. Коды отдельных значений, относящиеся к различным видам информации, могут совпадать. Поэтому расшифровка кодированных данных осуществляется по контексту при выполнении команд программы.

Физическими аналогами знаков 0 и 1 двоичного алфавита служат сигналы, способные принимать два хорошо различимых значения, напряжение (потенциал) высокого и низкого уровней, отсутствие и наличие электрического импульса и т. п.

В схемах цифровых устройств переменные и соответствующие им сигналы изменяются не непрерывно, а лишь в дискретные моменты времени, обозначаемые целыми неотрицательными числами.

Временной интервал между двумя соседними моментами дискретного времени называется тактом.

 

Во многих случаях цифровые устройства содержат специальный блок, вырабатывающий синхронизирующие сигналы, отмечающие моменты дискретного времени (границы тактов).

Рассмотрим потенциальный (рис.3.1а) и импульсный (рис.3.1б) способы физического представления информации.

U
									t

а)

 

U
									t

б)

Рис. 4.1. Способы физического представления информации

 

Слово может быть представлено последовательным или параллельным кодом.

В последовательном коде каждый временной такт предназначен для отображения одного разряда кода слова. В этом случае все разряды слова фиксируются по очереди одним и тем же элементом и проходят через одну линию передачи информации.

В параллельном коде все разряды двоичного слова кода представляются в одном временном такте, фиксируются отдельными элементами и проходят через отдельные линии, каждая из которых служит для представления и передачи только одного разряда слова.

При параллельной передаче информации код слова развертывается не во времени, а в пространстве, так как значение всех разрядов слова передаются по нескольким линиям одновременно.

В зависимости от применяемого кода устройства вычислительной техники называются последовательными или параллельными. (Например, параллельный и последовательный порт, параллельный и последовательный интерфейс).

Отображение чисел в разрядной сетке ЭВМ.