Представление информации в памяти компьютере. Представление графической информации

Для представления информации в памяти ЭВМ
(как числовой, так и не числовой)
используется двоичный способ кодирования.
Элементарная ячейка памяти ЭВМ имеет длину
8 бит (байт). Каждый байт имеет свой номер
(его называют адресом).
Наибольшую последовательность бит, которую
ЭВМ может обрабатывать как единое целое,
называют машинным словом.

Нумерация бит в двухбайтовом машинном слове

Бит №15 считается старшим,
бит №0 – младшим.
Длина машинного слова зависит от разрядности
процессора и может быть равной 16, 32 битам и
т.д.

Символы текста (буквы, цифры, знаки) кодируются комбинациями
из нулей и единиц. Каждому символу, который можно
использовать в тексте, поставлен в соответствие двоичный код.
Используя код из 1 бита, можно закодировать всего 2 разных
символа.
Двухбитовых комбинаций может быть 4 (00; 01, 10, 11) т. е. 22.
Трехбитовых комбинаций – 8 (23).
Для кодирования 32 (25) различных символов достаточно 5 бит.
Этот код использовался в работе телеграфа в 20-е годы ХХ века,
вместо знаков препинания ставились ТЧК и ЗПТ.
Используя 7 бит, можно закодировать 128 символов (двоичный
семибитовый код обмена информацией КОИ-7).

Представление текстовой информации в памяти компьютера

Оптимальное количество символов, которые
используются при наборе различных текстов,
примерно 200 (буквы латинские и русские,
заглавные и строчные, знаки препинания,
цифры, математические знаки, элементы
псевдографики).
В 2-ой с.с.столько символов может быть
закодировано последовательностью из 8 бит
(28=256), т.е. 1 байтом.

Представление текстовой информации в памяти компьютера

Самая известная 8-битная кодировка – это таблица
ASCII (American Standard Coding for Information
Interchange - стандартный американский код для
обмена информацией).
Она состоит из 2-х частей: основная, одинаковая во всем
мире (десятичные коды 0-127 – это управляющие
коды, латинские буквы, знаки препинания, цифры) и
расширенная (коды 128-255 – это буквы
национального алфавита, символы псевдографики).
Первые 32 кода – это управляющие символы: возврат
каретки, табуляция, отмена операции и т.п.

Представление текстовой информации в памяти компьютера

Помимо восьмиразрядной системы кодирования символьной
(текстовой) информации разработана система
шестнадцатиразрядного кодирования символов, которая
получила название универсальной, UNICODE.
Такая система позволяет закодировать 216 = 65 536 различных
символов, в том числе практически все алфавиты языков нашей
планеты.
Расчет объема текстовой информации сводится к вычислению
произведения количества символов в тексте на число разрядов
двоичного кода, необходимого для кодирования одного символа.

Представление чисел в памяти компьютера

Смешанная двоично-десятичная «система
счисления»
Каждый десятичный знак хранится в полубайте (4 бита).
Десятичные цифры от 0 до 9 представляются
двоичными числами от 0000 до 1001.
Например, упакованный десятичный формат для
хранения целых чисел с 18-ю значащими цифрами
занимает в памяти 10 байт (старший из которых
знаковый), использует двоично-десятичную систему
кодирования.

Представление чисел в памяти компьютера

Формат с фиксированной запятой
Используется для хранения целых чисел
15
14 ……………………………….0
Знак
Цифровые разряды числа
1 бит
15 бит
Старший бит (№15) может считаться знаковым. При
этом если в нем хранится 0, то это +,
если 1, то это – .
Цифровые разряды числа хранятся в дополнительном
коде (ДК).

Представление чисел в памяти компьютера

Дополнительный код (ДК)
Используется для хранения отрицательных целых чисел и
позволяет выполнять вычитание через сложение.
Понятие дополнительного кода существует в любой системе
счисления.
ДК получается путем вычитания данного отрицательного
числа из минимального числа, в котором разрядов на
один больше.
Рассмотрим принцип использования дополнительного кода
на примере десятичной с.с.

Принцип работы дополнительного кода на примере 10 с.с.

Пусть необходимо вычислить: 8810 – 6410
Такая привычная нам запись чисел - это прямой код (ПК) чисел.
Выполним вычитание через сложение чисел в ДК.
1) Переведем числа в ДК. Для числа 88 ДК совпадает с ПК.
Так для всех чисел, которые больше 0.
Для числа -64 (оно меньше 0) вычтем 64 из минимального
трехразрядного числа (т.к. в числе 64 два разряда, то это 100):
100 – 64 = 36 – это ДК числа 64.
2) Теперь сложим ДК чисел: 88+36 = 124.
Если отбросить старший разряд, то получится 24, что
соответствует результату вычитания.

ДК для отрицательных двоичных чисел
получается проще. Нужно просматривать
запись двоичного кода справа налево и до
первой попавшейся единицы включительно
оставлять разряды без изменения. После этой
единицы все 0 заменяем на 1, а 1 на 0.

Представление чисел в памяти компьютера
(формат с фиксированной запятой)
Пример 1. Записать число -40(10) в формате компьютера как целое со знаком.
Разрядность формата – 16 бит.
Решение.

40(10) = 101000(2)


0000 0000 0010 1000
3) Получаем ДК, просматривая ПК справа налево
ПК: 0000 0000 0010 1000
ДК: 1111 1111 1101 1000
Это двоичная запись компьютерного представления числа -4010 в формате
компьютера с фиксированной запятой разрядностью 16 бит.
Для более компактной записи используют шестнадцатеричный код: FFD8(16)

Представление чисел в памяти компьютера (формат с фиксированной запятой)

Пример 2. Записать число 40(10) в формате компьютера как целое со
знаком. Разрядность формата – 16 бит.
Решение.
1) Переводим 40(10) в двоичную систему счисления:
40(10) = 101000(2)
2) Получаем ПК числа в компьютерном формате. Для этого дополняем
двоичную запись числа слева нулями так, чтобы стало 16 разрядов:
0000 0000 0010 1000
Полученный ПК совпадает с ДК, так как число положительное.
Поэтому эта двоичная запись и есть компьютерное представление
числа 4010 в формате компьютера с фиксированной запятой
разрядностью 16 бит.
Для более компактной записи используют шестнадцатеричный код:
0028(16)
Здесь незначащие нули опускать нельзя, так как они хранятся в
памяти компьютера.

Представление чисел в памяти компьютера (формат с фиксированной запятой)

Другой способ получения ДК – это получить обратный
(инверсный) код (ОК), а затем прибавить к нему 1.
Пример 3. Запишем ДК числа (–38), интерпретируя его
как величину в формате с фиксированной запятой
разрядностью 32 бита:
1) ПК числа 38:
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0010 0110;
2) ОК числа -38 (здесь 0 заменён на 1, а 1 на 0):
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 1001;
3) ДК получается прибавлением к ОК единицы:
1111 1111 1111 1111 1111 1111 1101 1010
или FFFFFFDB(16).

Представление чисел в памяти компьютера (формат с фиксированной запятой)

Пример 4. Дано число в формате компьютера (16 бит): FFD4(16). Определить
десятичное значение числа.
Решение.
1) Запишем двоичный код числа:
FFD4(16) = 1111 1111 1101 0100(2)
2) Выделим элементы формата:
1 111 1111 1101 0100
знак Цифровые разряды
3) Так как знаковый разряд равен 1 (это –), то цифровые разряды записаны в
ДК. Получим ПК по тому же правилу, по которому мы получали ДК:
ДК: 1111 1111 1101 0100
ПК: 0000 0000 0010 1100
4) Переводим ПК в 10 с.с.: 32+8+4 = 44(10)
5) Вспоминаем, что знак -. Поэтому ответ: -44(10)

Любое действительное число можно записать в стандартном виде
(иногда запись называют научной записью):
M 10p, где 1 M < 10, p - целое.
Например, 120100000 = 1,201 108.
Поскольку каждая позиция десятичного числа отличается от
соседней на степень числа 10, умножение на 10 эквивалентно
сдвигу десятичной запятой на одну позицию вправо.
Аналогично деление на 10 сдвигает десятичную запятую на
позицию влево.
Поэтому пример можно продолжить:
120100000 = 1,201 108 = 0,1201 109 = 12,01 107 .
Получается, что десятичная запятая «плавает» в числе и больше
не помечает абсолютное место между целой и дробной
частями.

Представление чисел в памяти компьютера (формат с плавающей запятой)

Рассмотрим запись M 10 p.
Здесь: M – мантисса числа, p - порядок числа.
Чтобы сохранить максимальную точность, в памяти
компьютера мантисса хранится в нормализованном виде.
Это значит, что:
1 M < 2.
Такой способ хранения мантиссы с плавающей точкой
подразумевает, что двоичная запятая находится на
фиксированном месте: двоичная запятая следует после
первой значащей двоичной цифры. Это значит, что в
нормализованной мантиссе целая часть всегда равна 1.
Тогда её значение лежит между единицей и двойкой.

Представление чисел в памяти компьютера (формат с плавающей запятой)

Рассмотрим формат действительного числа. Для него может
выделяться 4, 6, 8, 10 и др. байт. ДК не используется.
Место, отводимое для числа с плавающей точкой, делится на
три поля: знак (старший бит), место для хранения порядка
и место для хранения мантиссы. Для формата в 4 байта:
31 30 … … … 23 22…………………….0
Знак Смещенный
порядок
1 бит
8 бит
Мантисса
23 бита

Представление чисел в памяти компьютера (формат с плавающей запятой)

Смещенный порядок – это порядок, к которому
добавлена константа (она называется смещение
порядка), соответствующая разрядности формата.
Это позволяет не использовать ДК.
Смещение выбирается так, чтобы минимальному значению
порядка соответствовал ноль. Например, для формата 8 байт
порядок занимает 11 бит и имеет диапазон от 2–1023 до 21023,
поэтому смещение равно 1023(10) = 11 1111 1111(2) = 3FF(16).

Представление чисел в памяти компьютера
(формат с плавающей запятой)
Таблица смещений порядка для форматов с
плавающей запятой
Разрядность
формата, бит
Разрядность
порядка, бит
Смещение порядка
10 с.с.
16 с.с.
32
8
127
7F
64
11
1023
3FF
80
15
16383
3FFF

Представление чисел в памяти компьютера
(формат с плавающей запятой)
Алгоритм получения представления действительного числа в
памяти компьютера:
1) перевести модуль данного числа в двоичную систему
счисления;
2) нормализовать двоичное число, т.е. записать в виде M 2p,
где M - мантисса (ее целая часть равна 1) и p - порядок,
записанный в десятичной системе счисления;
3) прибавить к порядку смещение и перевести смещенный
порядок в двоичную систему счисления;
4) учитывая знак заданного числа (0 - положительное; 1 -
отрицательное), выписать его представление в памяти
компьютера. При этом из мантиссы выбросить целую
часть, т.к. она всегда равна 1.

Представление чисел в памяти компьютера
(формат с плавающей запятой)
Пример 1. Записать число –312,3125(10) в формате
компьютера с плавающей запятой размером 4 байта (32
бита).
Решение.
1) Двоичная запись модуля этого числа: 100111000,0101.
2) Нормализуем число, т.е. переносим запятую так, чтобы
в целой части была одна 1.Имеем:
100111000,0101 = 1,001110000101 28.
3) Получаем смещенный порядок, добавляя к порядку
смещение для 32-х битного формата (12710 или 7F16).
Выполнять действия удобнее в 16-ой с.с.:
810 = 10002 = 816
816 + 7F16 = 8716 = 1000 01112 .

Представление чисел в памяти компьютера (формат с плавающей запятой)

4) Выпишем элементы формата:
Знак:
Смещенный порядок:
Мантисса:
1 (т.к. число меньше 0)
1000 01112
0011100001012 (целую часть не берем)
5) «Собираем» элементы формата:
1 10000111 001110000101 - всего 21 разряд, а нужно 32.
6) Добавляем еще 11 нулевых разрядов справа, т.к. это будут
незначащие нули:
1100 0011 1001 1100 0010 1000 0000 00002
Это запись ответа в 2-ой с.с. Для более компактной записи
используем 16-ю с.с.:
C39C2800

Представление чисел в памяти компьютера (формат с плавающей запятой)

Пример 2. Задано действительное число C1040000 в
формате компьютера с плавающей запятой размером 4
байта (32 бита). Определить десятичное значение данного
числа.
Решение.
1) Двоичная запись этого числа:
1100 0001 0000 0100 0000 0000 0000 0000
2) Выделяем элементы формата:
Знак:
1 (т.е. число отрицательное)
Смещенный порядок: 1000 0010 или 8216
Мантисса: 000 0100 0000 0000 0000 0000

Представление чисел в памяти компьютера (формат с плавающей запятой)

3) Получаем порядок вычитанием из 8216 смещения для
формата в 32 бита:
8216 – 7F16 = 316
4) Получаем мантиссу – целая часть равна 1, а дробную часть
берем из формата, отбрасывая незначащие нули:
1, 00001
5) Записываем двоичное число в нормальной форме:
-1,000012∙23
6) Порядок говорит о том, что запятую надо сдвинуть на 3
разряда вправо:
-1000,012 = - (8+1/4) = -8,2510

Представление чисел в памяти компьютера (формат с плавающей запятой)

Особенности формата с плавающей запятой
Если при вычислениях с действительными числами результат выходит
за пределы допустимого диапазона, то выполнение программы
прерывается. Такое происходит, например, при делении на ноль, или
на очень маленькое число, близкое к нулю.
Действительные числа, разрядность мантиссы которых превышает
число разрядов, выделенных под мантиссу в памяти, представляются
в компьютере приближенно (с “обрезанной” мантиссой). Например,
рациональное десятичное число 0,1 в компьютере будет представлено
приближенно (округленно), поскольку в двоичной системе счисления
его мантисса имеет бесконечное число цифр. Следствием такой
приближенности является погрешность машинных вычислений с
вещественными числами.
Вычисления с вещественными числами компьютер выполняет
приближенно. Погрешность таких вычислений называют
погрешностью машинных вычислений.
Множество вещественных чисел, точно представимых в памяти
компьютера в форме с плавающей точкой, является ограниченным и
дискретным. Их количество можно вычислить.

Рассмотрим растровую графику.
Для кодирования любого изображения его разбивают на
точки и цвет каждой точки закодировать.
Например, черно-белую картинку можно закодировать,
используя два бита: 11 - белый цвет, 10 - светлосерый, 01 - темно-серый и 00 - черный цвет.
Для кодировки 256 различных цветов требуется 8 бит.
Для кодирования полноцветных изображений в
современных компьютерах для хранения цвета одной
точки используется 3 байта.

Представление графической информации

Система кодирования цветной графической информации
RGB
(Red, Green, Blue)
Каждый цвет – это комбинация трех цветовых
составляющих: красного, зеленого и синего. Первый байт
определяет интенсивность красной составляющей, второй
- зеленой, третий - синей.
Белый цвет кодируется максимальной интенсивностью всех
трех составляющих (255, 255, 255 или в 2-й с.с. 111111111,
11111111, 11111111). Черный цвет - отсутствие всех
цветовых составляющих - (0,0,0). Красный цвет может
быть темным - (120,0,0) или ярко-красным (255,0,0).
Система RGB обеспечивает однозначное определение 16,5
млн. различных цветов и оттенков (224).

Представление графической информации

Качество графического изображения зависит также от
количества точек (пикселей) на единице площади. Этот
параметр называется разрешением и измеряется в точках
на дюйм - dpi.
Расчет объема графической информации сводится к
вычислению произведения количества точек в
изображении на количество разрядов, необходимых для
кодирования цвета одной точки.
Например, для цветной картинки размером 640 × 480,
составленной из 256 цветов, требуется:
8 640 480 = 23 64 10 6 8 10 = 23 26 2 5 2 3 23
2 5 = 210 5 25 3 5 = 22 75 23 210 бит = 4 75 Кбайт
= 300 Кбайт.

Представление графической информации

Число цветов, воспроизводимых на экране (K), и
число бит, отводимых под каждый пиксель (N),
связаны формулой:
K=2N
Число бит N, отводимых под каждый пиксель
называют битовой глубиной.

Звуковая волна преобразуется в двоичный код с
помощью звуковой платы (аудиоадаптера).
В процессе записи звука аудиоадаптер с
определенным периодом измеряет амплитуду
электрического тока и заносит в регистр
двоичный код полученной величины.
Затем полученный код из регистра переписывается
в оперативную память компьютера. Качество
компьютерного звука определяется
характеристиками аудиоадаптера: частотой
дискретизации и разрядностью.

Представление звуковой информации

Частота дискретизации – это количество
измерений входного сигнала за 1 секунду.
Измеряется в герцах (Гц).
Одно измерение в секунду соответствует частоте
1 Гц.
1000 измерений в секунду соответствует частоте
1 кГц (килогерц).

Представление звуковой информации

Разрядность регистра – это число бит в
регистре аудиоадаптера. Она определяет
точность измерений входного сигнала. Чем
больше разрядность, тем меньше погрешность
каждого отдельного преобразования величины
электрического сигнала в число и обратно.
Если разрядность 8, то при измерении входного
сигнала можно получить 256 различных
значений. Очевидно, чем больше разрядность
аудиоадаптера, тем точнее воспроизводится
звук.

Представление звуковой информации

Пример. Определить размер V в байтах цифрового
аудиофайла, время звучания которого t=10 секунд при
частоте дискретизации ν=22,05 кГц и разрешении i=8
бит. Файл сжатию не подвержен.
Решение.
Формула: V = ν ∙ i ∙ t бит
22050∙10 ∙8 / 8 байт = 220500 байт

З наете ли вы, что такое оперативная память? Конечно, знаете. Это такое устройство, от которого зависит скорость работы компьютера. В общем, так оно и есть, только выглядит такое определение немного дилетантски. Но что в действительности представляет собой оперативная память? Как она устроена, как работает и чем один вид памяти отличается от другого?

Она же RAM (англ.) - это энергозависимая часть компьютерной памяти, предназначенной для хранения временных данных, обрабатываемых процессором. Хранятся эти данные в виде бинарной последовательности, то есть набора нулей и единиц. Энергозависимой же она называется потому, что для её работы необходимо постоянное подключение к источнику электрического тока. Стоит только отключить её от питания, как вся хранящаяся в ней информация будет утеряна.

Но если ОЗУ это одна часть компьютерной памяти, тогда что представляет собой её другая часть? Носителем этой части памяти является жесткий диск. В отличие от ОЗУ, он может хранить информацию, не будучи подключён к источнику питания. Жесткие диски, флешки и CD-диски - все эти устройства именуются ПЗУ, что расшифровывается как постоянное запоминающее устройство. Как и ОЗУ, ПЗУ хранят данные в виде нулей и единиц.

Для чего нужна ОЗУ

Тут может возникнуть вопрос, а зачем вообще нужна оперативная память? Разве нельзя выделить на жестком диске буфер для временного помещения обрабатываемых процессором данных? В принципе можно, но это был бы очень неэффективный подход.

Физическое устройство оперативной памяти таково, что чтение/запись в ней производится намного быстрее . Если бы вместо ОЗУ у вас было ПЗУ, компьютер бы работал очень медленно.

Физическое устройство ОЗУ

Физически ОЗУ представляет съёмную плату (модуль) с располагающимися на ней микросхемами памяти. В основе микросхемы лежит конденсатор - устройство, известное уже больше сотни лет.

Каждая микросхема содержит множество конденсаторов связанных в единую ячеистую структуру - матрицу или иначе ядро памяти. Также микросхема содержит выходной буфер - особый элемент, в который попадает информация перед тем, как быть переданной на шину памяти. Из уроков физики мы знаем, что конденсатор способен принимать только два устойчивых состояния: либо он заряжен, либо разряжен. Конденсаторы в ОЗУ играют ту же роль, что и магнитная поверхность жёсткого диска, то есть удержание в себе электрического заряда, соответствующего информационному биту. Наличие заряда в ячейке соответствует единице, а отсутствие - нулю.

Как в ОЗУ записывается и читается информация

Понять, как в ОЗУ происходит запись и считывание данных будет проще, если представить её в виде обычной таблицы. Чтобы считать данные из ячейки, на горизонтальную строку выдаётся сигнал выбора адреса строки (RAS) . После того как он подготовит все конденсаторы выбранной строки к чтению, по вертикальной колонке подаётся сигнал выбора адреса столбца (CAS) , что позволяет считать данные с конкретной ячейки матрицы.

Характеристика, определяющая количество информации, которое может быть записано или прочитано за одну операцию чтения/записи, именуется разрядностью микросхемы или по-другому шириной шины данных. Как нам уже известно, перед тем как быть переданной на шину микросхемы, а затем в центральный процессор, информация сначала попадает в выходной буфер. С ядром он связывается внутренним каналом с пропускной способностью равной ширине шины данных. Другой важной характеристикой ОЗУ является частота шины памяти. Что это такое? Это периодичность, с которой происходит считывание информации, а она совсем не обязательно должна совпадать с частотой подающегося на матрицу памяти сигнала, что мы и увидим на примере памяти DDR.

В современных компьютерах используется так называемая синхронная динамическая оперативная память - SDRAM . Для передачи данных в ней используется особый синхросигнал. При его подаче на микросхему происходит синхронное считывание информации и передача её в выходной буфер.

Представим, что у нас есть микросхема памяти с шириной шины данных 8 бит , на которую с частотой 100 МГц подаётся синхросигнал. В результате за одну транзакцию в выходной буфер по 8-битовому каналу попадает ровно 8 бит или 1 байт информации. Точно такой же синхросигнал приходит на выходной буфер, но на этот раз информация попадает на шину микросхемы памяти. Умножив частоту синхросигнала на ширину шины данных, мы получим ещё один важный параметр - пропускную способность памяти .

8 бит * 100 МГц = 100 Мб/с

Память DDR

Это был простейший пример работы SDR - памяти с однократной скоростью передачи данных. Этот тип памяти сейчас практически не используется, сегодня его место занимает DDR - память с удвоенной скоростью передачи данных. Разница между SDR и DDR заключается в том, что данные с выходного буфера такой ОЗУ читаются не только при поступлении синхросигнала, но и при его исчезновении. Также при подаче синхросигнала в выходной буфер с ядра памяти информация попадает не по одному каналу, а по двум, причём ширина шины данных и сама частота синхросигнала остаются прежними.

Для памяти DDR принято различать два типа частоты. Частота, с которой на модуль памяти подаётся синхросигнал, именуется базовой, а частота, с которой с выходного буфера считывается информация - эффективной. Рассчитывается она по следующей формуле:

эффективная частота = 2 * базовая частота

В нашем примере с микросхемой 8 бит и частотой 100 МГц это будет выглядеть следующим образом.

8 бит * (2 * 100 МГц) = 200 Мб/с

Чем отличаются DDR от DDR2, DDR3 и DDR4

Количеством связывающих ядро с выходным буфером каналов, эффективной частотой, а значит и пропускной способностью памяти. Что касается ширины шины данных (разрядности) , то в большинстве современных модулей памяти она составляет 8 байт (64 бит) . Допустим, что у нас есть модуль памяти стандарта DDR2-800 . Как рассчитать его пропускную способность? Очень просто. Что такое 800 ? Это эффективная частота памяти в мегагерцах. Умножаем её на 8 байт и получаем 6400 Мб/с .

Умные электронные машины уже давно и прочно вошли в повседневную жизнь человека. Но, несмотря на это, их устройство до сих пор вызывает элементарные вопросы у многих пользователей. Например, далеко не все знают, какие бывают виды памяти . А ведь здесь все не так уж сложно, хотя и не совсем просто. Существуют две основные разновидности – внутренняя память и внешняя, которые, в свою очередь, имеют собственную градацию.

Виды внутренней памяти компьютера

Внутренняя память называется так потому, что она встроена в основные блоки компьютера и является неотъемлемым элементом системы, обеспечивающим ее работоспособность. Удалить или извлечь ее без негативных последствий невозможно. Различают следующие ее виды:

• оперативная – представляет собой набор программ и алгоритмов, необходимых для работы миикропроцессора;
• кэш-память – это своеобразный буфер между оперативкой и процессором, который обеспечивает оптимальную скорость выполнения системных программ;
• постоянная – закладывается при изготовлении компьютера на заводе, в нее входят инструменты для контроля за состоянием ПК при каждой загрузке; программы, отвечающие за запуск системы и исполнение основных действий; программы настройки системы;
• полупостоянная – содержит в себе данные о параметрах настройки конкретного ПК;
• видеопамять – в ней сохраняются видеофрагменты, которые должны выводиться на экран, является частью видеоконтроллера.

Виды оперативной памяти компьютера

Быстродействие и «интеллектуальный уровень» компьютера во многом определяются его оперативной памятью. В ней хранятся данные, используемые во время активной работы электронной машины. Она также может быть разных видов, но чаще всего используются блоки DDR, DDR2,DDR3. Различаются они количеством контактов и скоростными характеристиками.

Виды внешней памяти компьютера

Внешняя память компьютера представлена различными видами съемных носителей информации. На сегодняшний день основными из них являются жесткие диски, usb-накопители, или флешки и карты памяти. Устаревшими считаются лазерные диски и дискеты. Но , хотя и является съемным, все же используется в качестве вместилища постоянной памяти и без него компьютер работать не будет. Однако его можно свободно достать и переместить в другой системный блок, поэтому его и относят к категории внешних устройств памяти.

Вопрос представления и кодирования информации в компьютере является очень важным вопросом компьютерной грамотности.

Если есть сигнал – единичка, если нет – нолик

В статье перечисляется элементная база компьютеров разных поколений: электронные лампы, транзисторы, микросхемы. До сих пор ничего принципиально нового не появилось.

Перечисленные элементы четко распознают только два состояния: включено или выключено, есть сигнал или нет сигнала. Для того чтобы закодировать эти два состояния, достаточно двух цифр: 0 (нет сигнала) и 1 (есть сигнал).

Таким образом, с помощью комбинации 0 и 1 компьютер (с первого поколения и по сей день) способен воспринимать любую информацию: тексты, формулы, звуки и графику.

Иными словами, компьютеры обычно работают в двоичной системе счисления , состоящей из двух цифр 0 и 1. Все необходимые преобразования (в привычную для нас форму или, наоборот, в двоичную систему счисления) могут выполнить программы, работающие на компьютере.

Обычная для нас десятичная форма счисления состоит из десяти цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. Кстати, числа 10 в этом списке нет: оно состоит из 0 и 1 – чисел, входящих в десятичную систему счисления.

Что такое бит и что такое байт

Один двоичный знак – 0 или 1 – называется бит (англ. bit – сокращение от английских слов binary digit, что означает двоичная цифра). Бит представляет наименьшую единицу информации. Однако компьютер имеет дело не с отдельными битами, а с байтами.

Байт (англ. byte) – число из восьми бит (различные комбинации из восьми нулей и единиц). Байт является единицей измерения информации.

Последовательностью битов можно закодировать текст, изображение, звук или какую-либо другую информацию. Такой метод представления информации называется двоичным кодированием (binary encoding).

О представлении информации в компьютере

Чтобы перевести в цифровую форму музыкальный звук , можно применить такое устройство, как аналого-цифровой преобразователь. Он из входного звукового (аналогового) сигнала на выходе дает последовательность байтов (цифровой сигнал).

Обратный перевод можно сделать с помощью другого устройства – цифро-аналогового преобразователя, и таким образом воспроизвести записанную музыку.

На самом деле роль преобразователей (аналого-цифрового и цифро-аналогового) выполняют специальные компьютерные программы. Поэтому при использовании компьютера надобности в таких устройствах нет.

Похожим образом обрабатывается и текстовая информация . При вводе в компьютер каждая буква и каждый знак (цифры, знаки препинания, пробел, математические знаки и др.) один символ занимал 1 байт памяти (восемь бит, сочетание 8-и единиц и нулей). А при выводе на экран монитора или на принтер по этим байтам заново воспроизводятся соответствующие изображения символов текста, понятные человеку.

Сохранить можно не только текстовую и звуковую информацию. В виде кодов хранятся и изображения . Если посмотреть на рисунок с помощью увеличительного стекла, то видно, что он состоит из точек одинаковой величины и разного цвета – это так называемый растр.

Координаты каждой точки можно запомнить в виде числа, цвет точки – это еще одно число для последующего кодирования. Эти числа могут храниться в памяти компьютера и передаваться на любые расстояния. По ним компьютерные программы способны воспроизвести рисунок на экране монитора или напечатать его на принтере. Изображение можно увеличить или уменьшить, сделать темнее или светлее. Его можно повернуть, наклонить, растянуть.

Мы считаем, что на компьютере обрабатывается изображение. Но на самом деле компьютерные программы изменяют числа, которыми отдельные точки изображения представлены (точнее, сохранены) в памяти компьютера.

Таким образом, компьютер может обрабатывать только информацию, представленную в числовой форме. Вся другая информация (звуки, изображения, показания приборов и т. д.) для обработки на компьютере должна быть предварительно преобразована в числовую форму при помощи соответствующих компьютерных программ.

Кодирование информации вокруг нас

Кодирование информации – это удел не только компьютерной техники. Мы очень часто сталкиваемся с этим явлением, и, порой, этого совсем не замечаем.

Не так уж давно мы пользовались телеграфом (эта услуга остается и по сей день). При этом отправляемый текст кодируется в виде последовательностей так называемых «точек» (коротких сигналов) и «тире» (длинных сигналов), отправляется по проводам. На выходе все это декодируется и печатается на ленте.

Многие люди в недавнем прошлом обязаны были знать эту кодировку, называемую иначе «Азбукой Морзе» по имени ее изобретателя.

В музыке информация много веков кодируется с помощью нотной записи (ноты). Математические формулы используются в математике. В химии применяются химические формулы. Таких примеров кодирования информации можно привести очень много.

По сравнению с приведенными примерами, кодировка, применяемая для компьютеров, выглядит намного проще, так как в ней используются только «нули» и «единицы».

Сравнительная простота кодирования обеспечивает все многообразие представляемой в компьютере информации (от простых текстов до сложнейших графических игр и видеофильмов). Это обусловлено высочайшим быстродействием компьютеров и их способностью к почти мгновенной обработке огромных массивов данных.