Принципы фон Неймана архитектуры построения ЭВМ

3.  Принципы фон Неймана архитектуры построения ЭВМ

·  наличие единого вычислительного устройства, включающего процессор, средства передачи информации и память;

·  линейная структура адресации памяти, состоящей из слов фиксированной длины;

·  двоичная система исчисления;

·  централизованное последовательное управление;

·  хранимая программа;

·  низкий уровень машинного языка;

·  наличие команд условной и безусловной передачи управления;

·  АЛУ с представлением чисел в форме с плавающей точкой.

4.  Системы счисления. Функции, разновидности, перевод целых и дробных чисел из одной системы счисления в другую

Cистема счисления – способ представления любого числа с помощью некоторого алфавита символов, называемых цифрами.

Позиционная система счисления – количественное значение каждой цифры зависит от ее места (позиции) в числе.

Непозиционная система счисления – цифры не меняют своего количественного значения при изменении их расположения в числе.

Целое число с основанием P₁ переводится в систему счисления с основанием P₂ путем последовательного деления числа A_p1 на основание P₂, записанного в виде числа с основанием P₁, до получения остатка.

Полученное частное следует вновь делить на основание P₂ и этот процесс надо повторять до тех пор, пока частное не станет меньше делителя.

Полученные остатки от деления и последнее частное записываются в порядке, обратном полученному при делении.

Сформированное число и будет являться числом с основанием P₂

Дробное число с основанием P₁ переводится в систему счисления с основанием P₂ путем последовательного умножения A_p1 на основание P₂ записанное в виде числа с основанием P₁.

При каждом умножении целая часть произведения берется в виде очередной цифры соответствующего разряда, а оставшаяся дробная часть принимается за новое множимое.

Число умножений определяет разрядность полученного результата, представляющего число A_p1, в системе счисления P₂

5.  Представление информации в ЭВМ. Числовая, текстовая, графическая, видео и звуковая информация

Представление числовой информации.

В ЭВМ используются три вида чисел:

-  с фиксированной точкой,

-  с плавающей точкой,

-  двоично-десятичное представление.

У чисел с фиксированной точкой – строго определенное место точки – или перед первой значащей цифрой числа (дробное, число по модулю меньше единицы, например 0.101), или после последней значащей цифрой числа (целое число, например 101.0).

Числа с плавающей точкой представляются в виде мантиссы т_a и порядка р_a, например число А₁₀=373 можно представить в виде 0.373 • 10³, при этом т_a= 0.373, р_a= 3.

Порядок числа р_а определяет положение точки в двоичном числе. Например, А₂⁼ (100; 0.101101) – обозначает число А₂= 1011.01

Двоично-десятичная форма представления двоичных чисел используется при необходимости ввода, вывода и обработки большого количества десятичных данных. Для перевода из десятичной системы в двоичную и наоборот требуется много дополнительных команд.

В двоично-десятичной системе каждая цифра десятичного числа представляется двоичной тетрадой. Например, А₁₀=3759, А_2-10= 0011 0111 0101 1001.

Значение знака числа отмечается кодом, отличным
от кодов цифр. Например «+» имеет значение тетрады «1100», а «–» – «1101».

Представление символьной информации

При вводе информации с клавиатуры кодирование происходит при нажатии клавиши, на которой изображен требуемый символ, при этом в клавиатуре вырабатывается так называемый scan-код, представляющий собой двоичное число, равное порядковому номеру клавиши.

Опознание символа и присвоение ему внутреннего кода ЭВМ производятся специальной программой по специальным таблицам: КОИ-7, ASCII, Win-1251, ISO, Unicode.

В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования – базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255.

Первые 32 кода базовой таблицы содержат управляющие коды.

Начиная с кода 32 по код 127 размещены коды символов английского алфавита, знаков препинания, цифр, арифметических действий и некоторых вспомогательных символов.

Вторая половина таблицы содержит национальные шрифты, символы псевдографики, из которых могут быть построены таблицы, специальные математические знаки.

В СССР действовала системы кодирования КОИ – 7,8 (код обмена информацией, семи-, восьмизначный).

В системах Windows используется кодировка символов русского языка Windows-1251.

Система, основанная на 16-разрядном кодировании символов, получила название универсальной – UNICODE. Она позволяет обеспечить уникальные коды для 65 536 различных символов.

Представление видеоинформации

Может быть статической или динамической.

Статическая – текст, рисунки, графики, чертежи, таблицы. Рисунки – плоские – двухмерные и объемные – трехмерные.

По способу формирования видеоизображения бывают растровые и векторные.

Растровая графика (а) задается массивом точек, векторная (б) – отрезками линий (с координатами начала, углом наклона и длиной).