Reprezentácia informácie v počítači

1. Reprezentácia informácie v počítači

2. Úvod • Informácie v počítači sa reprezentujú prostredníctvom hodnôt určitých fyzikálnych veličín • V reálnych počítačoch môžu tieto fyzikálne veličiny nadobúdať hodnoty iba z istej konečnej množiny hodnôt • Otázka: Aká fyzikálna veličina je nositeľom informácie v počítačoch? • Odpoveď: Elektrické napätie.

3. Analógové zobrazovanie informácií • Pri analógovom zobrazení ide o spojité zobrazenie, tj. každej hodnote vstupnej veličiny zodpovedá istá hodnota fyzikálnej veličiny (ktorá je nositeľom informácie) • Tento spôsob zobrazenia sa používal v analógových počítačoch a v súčasnosti sa s ním nestretneme.

4. 0 -100 100 -200 200 -300 300 +2,5V 0V +5V Obr: Analógová reprezentácie informácie Hodnote -300 zodpovedá napätie 0V, hodnote 0 zodpovedá napätie 2,5V a hodnote 300 zodpovedá napätie 5V.

5. Číslicové zobrazenie informácií • Pri číslicovom zobrazovaní informácie sa na uchovanie informácií používajú pamäťové prostriedky, ktoré sa nazývajú registre a pamäte. • Registre a pamäte sa skladajú z pamäťových elementov, tzv. buniek, ktoré sú schopné uchovávať jednu z dvoch hodnôt a to: • H (high) – vysokú úroveň fyzikálnej veličiny • L (low) – nízku úroveň fyzikálnej veličiny

6. Číslicové zobrazenie informácií • Týmto dvom hodnotám môžeme priradiť logické hodnoty 0 a 1. • V kladnej logike reprezentuje H logickú 1 a L logickú 0. V zápornej je to naopak. • Register je usporiadaná n-tica pamäťových buniek. Počet týchto buniek vyjadruje veľkosť registra. • Otázka: V čom sa vyjadruje veľkosť registrov a pamätí? • Odpoveď: V bitoch.

7. 1. bit (n-1). bit 0. bit Registre • Jednotlivé bity registra sa označujú sprava doľava a číslovanie bitov začína od 0. • Posledný bit osembitového registra bude mať poradové číslo 7.

8. Typy informácií • V číslicovom počítači sú binárne (bitovo) zobrazované (kódované) všetky druhy informácií: • údaje (údajové štruktúry) - informácie, ktoré sú predmetom alebo výsledkom spracovania (operandy, výsledky) • inštrukcie - informácie, ktoré definujú spôsob spracovania (operácie s operandami, operácie bez operandov)

9. Tvar informácií • Číslicový počítač pracuje s bitovo kódovanými informáciami - informáciami vo vnútornom (strojovom) tvare . Takéto kódovanie má z hľadiska strojového spracovania niekoľko výhod. Pre človeka je ale binárny spôsob ťažkopádny a neprirodzený. • Preto vstupné a výstupné údaje sa zobrazujú pre používateľa v prijateľnejšej forme - vo vonkajšom tvare ako: • logické hodnoty • čísla v desiatkovej sústave • znaky a texty v národnej abecede • farebné alebo čiernobiele obrázky • sekvencie obrázkov (videosekvencie) • zvuk

10. Textové informácie • Pre zobrazenie textových informácií je potrebné kódovať jednotlivé znaky, postupnosti znakov (reťazce), rozsiahle texty. Pre kódovanie znakov sa používajú znakové kódy: • usporiadané (kódy znakov sú usporiadané v analogickom poradí ako zodpovedajúce znaky) • 7-bitové kódy (ISO, ASCII-7bit) • 8-bitové kódy (Latin2, ASCII-8bit) • 16-bitové (Unicode) • neusporiadané • 5-bitový (napr. ďalekopisný kód)

11. ASCII tabuľka