Данные и программы в памяти компьютера имеют вид

Презентация на тему: » Единицы измерения информации. Как хранится информация в компьютере? Данные и программы в памяти компьютера имеют вид двоичного кода. Ячейка памяти, хранящая.» — Транскрипт:

1 Единицы измерения информации

2 Как хранится информация в компьютере? Данные и программы в памяти компьютера имеют вид двоичного кода. Ячейка памяти, хранящая один двоичный знак, называется битом. Один бит информации хранится в одном бите памяти.

3 Алфавитный подход к измерению информации При алфавитном подходе к измерению информации количество информации не зависит от содержания, но зависит от объема текста (числа знаков в тексте) и от мощности алфавита. Алфавитный подход является объективным способом измерения информации.

4 Единица измерения информации Алфавит,мощностью 256, достаточен для хранения букв английского и русского алфавитов и знаков препинания, цифр, знаков арифметических операций и скобок, дополнительных графических символов для рисования таблиц и границ (знаки псевдографики). С помощью этого алфавита можно измерить любой текст. В таком алфавите каждый символ весит 8 бит. Эту величину назвали байтом, т.е. 1 байт – это один символ алфавита мощностью 256

Иерархия памяти компьютера

5 Единица измерения информации Итак 1 байт = 8 бит 1 килобайт = 1 Кб = 2 10 байт = 1024 байт 1 мегабайт = 1 Мб = 2 10 Кб = 1024 Кб 1 гигабайт = 1 Гб = 2 10 Мб = 1024 Мб Какой объем информации содержит книга, содержащая 150 страниц, каждая из которых содержит 60 символов в каждой из 40 строк? Ответ: 40*60*150*8 бит = бит = байт 352 Кб 0,34 Мб

6 Скорость передачи информации Количество информации, передаваемое за единицу времени, называется скоростью передачи информации, или скоростью информационного обмена, например: бит/сек, байт/сек, Кб/сек, Мб/сек. Максимальная скорость передачи информации по каналам связи называется пропускной способностью канала. Определите Вашу скорость чтения и скорость речи в 1 минуту, а затем переведите в секунды.

7 Свойства памяти 1. Дискретность- объекты состоят из частиц – битов. 2. Адресуемость- байты памяти (8 бит) пронумерованы. Порядковый номер байта называется адресом. Адреса разбиты на сегменты объемом в 64 Кб, каждые из которых занумерованы. Таким образом, занесение информации в память и извлечение ее из памяти производится по адресу сегмента и адресу смещения (адрес в сегменте).

Источник: www.myshared.ru

Структура внутренней памяти

Бит. Все данные и программы, хранящиеся в памяти компьютера, имеют вид двоичного кода. Один символ из двухсимвольного алфавита несет 1 бит информации. Ячейка памяти, хранящая один двоичный знак, называется «бит». В одном бите памяти хранится один бит информации.

Битовая структура памяти определяет первое свойство памяти — дискретность.

Байт. Восемь расположенных подряд битов памяти образуют байт. В одном байте памяти хранится один байт информации. Во внутренней памяти компьютера все байты пронумерованы. Нумерация начинается от нуля. Порядковый номер байта называется его адресом. В компьютере адреса обозначаются двоичным кодом.

ВИДЫ ПАМЯТИ ПК

Используется также шестнадцатеричная форма обозначения адреса.

Пример1. Компьютер имеет оперативную память 2 Кбайт. Указать адрес последнего байта оперативной памяти (десятичный, шестнадцатеричный, двоичный).

Решение.

Объем оперативной памяти составляет 2048 байт. Десятичный адрес (номер) последнего байта равен 2047, так как нумерация байтов памяти начинается с нуля. 204710 = 7FF16 = 0111 1111 11112.

Машинное слово. Наибольшую последовательность бит, которую процессор может обрабатывать как единое целое, называют машинным словом. Длина машинного слова может быть разной — 8, 16, 32 бита и т.д. Адрес машинного слова в памяти компьютера равен адресу младшего байта, входящего в это слово.

Занесение информации в память, а также извлечение ее из памяти производится по адресам. Это свойство памяти называется адресуемостью.

Пример 2. Объем оперативной памяти компьютера равен 1 Мбайту, а адрес последнего машинного слова —- 1 048 574. Чему равен размер машинного слова?

Решение. 1Мбайт = 1024 Кбайта = 1 048 576 байт. Так как нумерация байтов начинается с нуля, значит адрес последнего байта будет равен 1 048 575. Таким образом, последнее ма­шинное слово включает в себя 2 байта с номерами 1 048 574 и 1 048 575. Ответ: 2 байта.

Внутренне представление информации в компьютере.

Для представления чисел в памяти компьютера используются два формата: формат с фиксированной точкой и формат с плавающей точкой. В формате с фиксированной точкой представляются только целые числа, в формате с плавающей точкой — вещественные числа (целые и дробные).

Целые числа

Множество целых чисел, представимых в памяти ЭВМ, ограничено. Диапазон значений зависит от размера ячеек памяти, используемых для их хранения. В k-разрядной ячейке может храниться 2 k различных значений целых чисел.

Пример 1. Пусть для представления целых чисел в компьютере используется 16-разрядная ячейка (2 байта). Определить, каков диапазон хранимых чисел, если а) используются только положительные числа; б) используются как положительные так и отрицательные числа в равном количестве.

Решение. Всего в 16-разрядной ячейке может храниться 2 16 •= 65536 различных значений. Следовательно:

а) диапазон значений от 0 до 65535 (от 0 до 2 k -1);

б) диапазон значений от -32768 до 32767 (от –2 k-1 до 2 k-1 -1).

Чтобы получить внутреннее представление целого положительного числа N, хранящегося в k-разрядном машинном слове, необходимо:

1) перевести число N в двоичную систему счисления;

2) полученный результат дополнить слева незначащими нулями до k разрядов.

Пример 2. Получить внутреннее представление целого числа 1607 в 2-х байтовой ячейке.

Решение.N = 160710 = 110010001112- Внутреннее представление этого, числа в ячейке будет следующим: 0000 0110 0100 0111. Шестнадцатеричная форма внутреннего представления числа получается заменой 4-х двоичных цифр одной шестнадцатеричной цифрой: 0647.

Для записи внутреннего представления целого отрицательного числа (-N) необходимо:

1) получить внутреннее представление положительного числа М;

2) получить обратный код этого числа заменой 0 на 1 и 1 на 0 (эта операция называется инвертированием) ;

3) к полученному числу прибавить 1, получить дополнительный код..

Данная форма представления целого отрицательного числа называется дополнительным кодом. Использование этого кода позволяет упростить аппаратную реализацию вычитания, которая заменяется на операцию сложение уменьшаемого числа с дополнительным кодом вычитаемого.

Пример 3. Подучить внутреннее представление целого отрицательного числа —1607.

Решение.1) Внутреннее представление положительного числа: .

0000 0110 0100 0111

2) обратный код: 1111 1001 1011 1000

3) результат прибавления 1: 1: 1111 1001 1011 1001 (единица переноса полученного результата отбрасывается) – это внутреннее представление двоичное представление отрицательного числа -1607

4) Шестнадцатеричная форма: F9В9.

Двоичные разряды в ячейках памяти нумеруются от 0 до k справа на лево. Старший k-разряд во внутреннем представлении любого положительного числа равен нулю, отрицательного – числа единице. Поэтому этот разряд называется знаковым.

Вещественные числа

Формат с плавающей точкой использует представление вещественного числа R в экспоненциальной форме, которая представляет собой: произведения мантиссы т на основание системы счисления п в некоторой целой степени р, которую называют порядком: R=m*n p . Представление числа в форме с плавающей точкой неоднозначно. Например, справедливы следующие равенства: 25.324 = 2.5324 *10 1 = 0.0025324 * 10 4 = 2532,4*10 -2 и т.п.

В ЭВМ используют нормализованное представление числа в форме с плавающей точкой. В нормализованном числе мантисса –эта правильная дробь, имеющая после запятой цифру отличную от нуля.

В памяти компьютера мантисса представляется как целое число, содержащее только значащие цифры (0 целых и запятая не хранятся). Следовательно, внутреннее представление вещественного числа сводится к представлению пары целых чисел: мантиссы и порядка.

В разных типах ЭВМ применяются различные варианты представления чисел в форме с плавающей точкой.

Для примера рассмотрим внутреннее представление вещественного числа в 4-х байтовой ячейке памяти.

В ячейке должна содержаться следующая информация о числе: знак числа, порядок и значащие цифры мантиссы.

± мат. порядок	М А	Н ТИС	•СА
1-й байт	2-й байт	3-й байт	4-й байт

В старшем бите 1-го байта хранится знак числа: 0 обозначает плюс, 1 — минус. Оставшиеся 7 бит первого байта содержат машинный порядок. В следующих трех байтах хранятся значащие цифры мантиссы (24 разряда).

В семи двоичных разрядах помещаются двоичные числа в диапазоне от 0000000 до 1111111. Значит, машинный порядок изменяется в диапазоне от 0 до 127 (в десятичной системе счисления). Всего 128 значений. Порядок, очевидно, может быть как положительным так и отрицательным. Разумно эти 128 значений разделить поровну между положительными и отрицательными значениями порядка: от -64 до 63.

С целью упрощения аппаратной реализации арифметических операций в представлении числа знак порядка явно не сохраняется. В записи числа от порядка переходят к характеристике.

Машинный порядок (характеристика) смещен относительно математического и имеет только положительные значений. Смещение выбирается так, чтобы минимальному математическому значению порядка соответствовал нуль.

Связь между машинным порядком (Мр) и математическим (р) в рассматриваемом случае выражается формулой: .Мр=р+64.

Полученная формула записана в десятичной системе. В двоичной системе формула имеет вид:Мр2 =р2+100 00002

Для записи внутреннего представления вещественного числа необходимо:

1) перевести модуль данного числа в двоичную систему счисления 24 значащими цифрами;

2) нормализовать двоичное число;

3) найти машинный порядок в двоичной системе счисления;

4) учитывая знак числа, выписать его представление в 4-х байтовом машинном слове.

Пример 4. Записать внутреннее представление числа 250,1875 в форме с плавающей точкой. Решение:

1 Переведем его в двоичную систему счисления с 24 зна­чащими цифрами; 250,187510 – 11111010, 00110000000000002.

2. Запишем в форме нормализованного двоичного числа с плавающей точкой: 0,111110100011000000000000 * 102 1000 . Здесь мантисса, основание системы счисления (210 = 102) и порядок (810 = 10002) записаны в двоичной системе.

3. Вычислим машинный порядок в двоичной системе счис­ления.Мр2 = 1000+ 100 0000=н 100 1000. — ,

4. Запишем представление числа в 4-х байтовой ячейке па­мяти с учетом знака числа:

Шестнадцатеричная форма: 48FA3000

Источник: megaobuchalka.ru

Что такое память в информатике 7 класс кратко

Внутренняя память представляется микросхемами Оперативное запоминающее устройство (ОЗУ или RAM) – устройство, используемое для чтения и записи информации. При отключении электроэнергии информация ОЗУ исчезает. Объемы ОЗУ – 512Мб, 1Гб, 2Гб Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ или ROM) – устройство предназначенное только для чтения. Сохраняет необходимую информацию для запуска ПК, которая записывается за заводе-изготовителе.

* Кэш-память (cache – тайник, запас) – быстродействующая память, расположенная между процессором и ОЗУ. кэш-память ОЗУ Чтение из ОЗУ – сначала в кэш. Если нужная ячейка уже есть в кэше, она берется из кэша (быстро). медленно быстро

Внешняя память Средства хранения информации

Внешняя память — для долговременного хранения информации. Внешняя память энергонезависима и позволяет сохранять большой объем информации. Под внешней памятью подразумевают обычно как устройства чтения/записи информации – накопители, так и устройства, где непосредственно хранится информация – носители информации. Как правило, для каждого носителя информации существует свой накопитель.

Характеристики внешней памяти Объем памяти (зависит от типа носителя); Время доступа; Плотность записи – объем информации, записанной на единице длины дорожки (1 бит/мм); Скорость обмена информацией.

дисковод для гибких магнитных дисков скорость вращения 300 об/мин скорость передачи данных 63 Кб/сек Дискета Информационная ёмкость дискеты невелика и составляет всего 1.44 Мбайт. Скорость записи и считывания информации также мала (около 50 Кбайт/с) из-за медленного вращения диска (360 об./мин). Жесткий диск предназначен для долговременного хранения информации Основным параметром является емкость, измеряемая в гигабайтах. Средний размер домашнего современного жесткого диска составляет 120 — 250 Гбайт, причем этот параметр неуклонно растет.

Лазерные диски и дисководы Лазерные дисководы используют оптический принцип чтения информации. Классификация лазерных дисков: 1. Без возможности записи CD-ROM (Compact Disk Read Only Memory) и DVD-ROM (Digital Video Disk Read Only Memory) ; 2. С однократной записью и многократным чтением CD-R и DVD-R; 3. С многократной записью CD-RW и DVD-RW (RW – Re Writable).

Устройства на основе flash-памяти Flash-память — это энергонезависимый тип памяти, позволяющий записывать и хранить данные в микросхемах. Устройства на основе flash-памяти не имеют в своём составе движущихся частей, что обеспечивает высокую сохранность данных при их использовании в мобильных устройствах. Флеш-память была открыта Фудзи Масуока, когда он работал в Toshiba в 1984. В последнее время устройства на основе флеш-памяти (флеш-карты, флеш-накопители) вытеснили из употребления дискеты. USB Flash Drive(флэшка или флеш-накопитель) — носитель информации, подключаемый к компьютеру или иному считывающему устройству через стандартный разъём USB. Емкость современных флеш-накопителей: 2Гб, 4Гб, 8Гб, 16Гб …

Тип носителяЕмкость носителяСкорость обмена данными (Мбайт/с)Опасные воздействия Гибкие магнитные диски1,44 Мб0,05Магнитные поля, нагревание, физическое воздействие Жесткие магнитные дискисотни Гбайтоколо 300Удары, изменение пространственной ориентации в процессе работы CD-ROM650-800 Мбайтдо 7,8Царапины, загрязнение. Покрытие BD более надежное, чем у CD или DVD. DVD-ROMдо 17 Гбайт 1-сторонние 1-слойные (DVD-5) = 4,7 Гбайт 1-сторонние 2-слойные (DVD-9) = 8,5 Гбайт 2-сторонние 1-слойные (DVD-10) = 9,4 Гбайт 2-сторонние 2-слойные (DVD-18) = 17,1 Гбайтдо 21 16-скоростной привод обеспечивает скорость чтения (или записи) DVD дисков равную 16 × 1,32 = 21,12 Мбайт/с. Устройства на основе flash-памятидо 16 ГбайтUSB 1.0 — 1,5 USB 1.1 – 12 USB 2.0 – 480Перенапряжение питания

Компью́терная па́мять (устройство хранения информации, запоминающее устройство) — часть вычислительной машины, физическое устройство или среда для хранения данных, используемых в вычислениях, в течение определённого времени. Память, как и центральный процессор, является неизменной частью компьютера с 1940-х. Память в вычислительных устройствах имеет иерархическую структуру и обычно предполагает использование нескольких запоминающих устройств, имеющих различные характеристики.

Процесс доступа к памяти разбит на разделённые во времени процессы — операцию записи (сленг. прошивка, в случае записи ПЗУ) и операцию чтения, во многих случаях эти операции происходят под управлением отдельного специализированного устройства — контроллера памяти.

Также различают операцию стирания памяти — занесение (запись) в ячейки памяти одинаковых значений, обычно 0016 или FF16.

Наиболее известные запоминающие устройства, используемые в персональных компьютерах: модули оперативной памяти (ОЗУ), жёсткие диски (винчестеры), дискеты (гибкие магнитные диски), CD- или DVD-диски, а также устройства флеш-памяти.

Функции памяти

Компьютерная память обеспечивает поддержку одной из функций современного компьютера, — способность длительного хранения информации. Вместе с центральным процессором запоминающее устройство являются ключевыми звеньями так называемой архитектуры фон Неймана, — принципа, заложенного в основу большинства современных компьютеров общего назначения.

Первые компьютеры использовали запоминающие устройства исключительно для хранения обрабатываемых данных. Их программы реализовывались на аппаратном уровне в виде жёстко заданных выполняемых последовательностей. Любое перепрограммирование требовало огромного объёма ручной работы по подготовке новой документации, перекоммутации, перестройки блоков и устройств и т. д. Использование архитектуры фон Неймана, предусматривающей хранение компьютерных программ и данных в общей памяти, коренным образом переменило ситуацию.

Любая информация может быть измерена в битах и потому, независимо от того, на каких физических принципах и в какой системе счисления функционирует цифровой компьютер (двоичной, троичной, десятичной и т. п.), числа, текстовая информация, изображения, звук, видео и другие виды данных можно представить последовательностями битовых строк или двоичными числами. Это позволяет компьютеру манипулировать данными при условии достаточной ёмкости системы хранения (например, для хранения текста романа среднего размера необходимо около одного мегабайта).

К настоящему времени создано множество устройств, предназначенных для хранения данных, основанных на использовании самых разных физических эффектов. Универсального решения не существует, у каждого имеются свои достоинства и свои недостатки, поэтому компьютерные системы обычно оснащаются несколькими видами систем хранения, основные свойства которых обуславливают их использование и назначение.

Физические основы функционирования

В основе работы запоминающего устройства может лежать любой физический эффект, обеспечивающий приведение системы к двум или более устойчивым состояниям. В современной компьютерной технике часто используются физические свойства полупроводников, когда прохождение тока через полупроводник или его отсутствие трактуются как наличие логических сигналов 0 или 1. Устойчивые состояния, определяемые направлением намагниченности, позволяют использовать для хранения данных разнообразные магнитные материалы. Наличие или отсутствие заряда в конденсаторе также может быть положено в основу системы хранения. Отражение или рассеяние света от поверхности CD, DVD или Blu-ray-диска также позволяет хранить информацию.

Классификация типов памяти

Следует различать классификацию памяти и классификацию запоминающих устройств (ЗУ). Первая классифицирует память по функциональности, вторая же — по технической реализации. Здесь рассматривается первая — таким образом, в неё попадают как аппаратные виды памяти (реализуемые на ЗУ), так и структуры данных, реализуемые в большинстве случаев программно.

Доступные операции с данными

• Память только для чтения (read-only memory, ROM)
• Память для чтения/записи

Также предлагается относить память к тому или иному виду по характерной частоте её перезаписи на практике: к RAM относить виды, в которых информация часто меняется в процессе работы, а к ROM — предназначенные для хранения относительно неизменных данных. [1]

Энергозависимость

• Энергонезависимая память (англ.nonvolatile storage ) — память, реализованная ЗУ, записи в которых не стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся все виды памяти на ПЗУ и ППЗУ;
• Энергозависимая память (англ.volatile storage ) — память, реализованная ЗУ, записи в которых стираются при снятии электропитания. К этому типу памяти относятся память, реализованная на ОЗУ, кэш-память.

• Статическая память (англ.static storage ) — энергозависимая память, которой для хранения информации достаточно сохранения питающего напряжения;
• Динамическая память (англ.dynamic storage ) — энергозависимая память, в которой информация со временем разрушается (деградирует), и, кроме подачи электропитания, необходимо производить её периодическое восстановление (регенерацию).

Метод доступа

(англ.sequential access memory, SAM ) — ячейки памяти выбираются (считываются) последовательно, одна за другой, в очерёдности их расположения. Вариант такой памяти — стековая память. (англ.random access memory, RAM ) — вычислительное устройство может обратиться к произвольной ячейке памяти по любому адресу.

Назначение

• Буферная память (англ.buffer storage ) — память, предназначенная для временного хранения данных при обмене ими между различными устройствами или программами.
• Временная (промежуточная) память (англ.temporary (intermediate) storage ) — память для хранения промежуточных результатов обработки.
• Кеш-память (англ.cache memory ) — часть архитектуры устройства или программного обеспечения, осуществляющая хранение часто используемых данных для предоставления их в более быстрый доступ, нежели кешируемая память.
• Корректирующая память (англ.patch memory ) — часть памяти ЭВМ, предназначенная для хранения адресов неисправных ячеек основной памяти. Также используются термины relocation table и remap table.
• Управляющая память (англ.control storage ) — память, содержащая управляющие программы или микропрограммы. Обычно реализуется в виде ПЗУ.
• Разделяемая память или память коллективного доступа (англ.shared memory, shared access memory ) — память, доступная одновременно нескольким пользователям, процессам или процессорам.

Организация адресного пространства

• Реальная или физическая память (англ.real (physical) memory ) — память, способ адресации которой соответствует физическому расположению её данных;
• Виртуальная память (англ.virtual memory ) — память, способ адресации которой не отражает физического расположения её данных;
• Оверлейная память (англ.overlayable storage ) — память, в которой присутствует несколько областей с одинаковыми адресами, из которых в каждый момент доступна только одна.

Удалённость и доступность для процессора

Первичная память (сверхоперативная, СОЗУ) — доступна процессору без какого-либо обращения к внешним устройствам. Данная память отличается крайне малым временем доступа и тем, что неадресуема для программиста.

(процессорная или регистровая память) — регистры, расположенные непосредственно в АЛУ; — кэш, используемый процессором для уменьшения среднего времени доступа к компьютерной памяти. Разделяется на несколько уровней, различающихся скоростью и объёмом (например, L1, L2, L3).

Положение структур данных, расположенных в основной памяти, в этой классификации неоднозначно. Как правило, их вообще в неё не включают, выполняя классификацию с привязкой к традиционно используемым видам ЗУ. [2]

Для хранения информации в компьютере используется память. Память бывает двух видов: внутренняя и внешняя.

Оперативная память — это энергозависимая память, в которой хранятся исполняемые файлы программ или данные, необходимые компьютеру для работы в данный момент.

Пока компьютер включён, в оперативной памяти сохраняются программы и необходимые для быстрой работы компьютера данные. После отключения компьютера она очищается. Оперативную память ещё называют ОЗУ — оперативное запоминающее устройство.

Объём памяти сегодня измеряется в гигабайтах, а в компьютерах первого поколения был равен всего (2) килобайтам.

как узнать размер ОЗУ в твоём компьютере? Найди на Рабочем столе значок Компьютер (Этот компьютер), вызови контекстное меню (нажав правую кнопку мыши), затем выбери пункт Свойства и на экране увидишь информацию о своей системе. Например, так:

У компьютера тоже есть два вида памяти: внутренняя (оперативная) и внешняя (долговременная) память.

Операт́ивная п́амять — это электронное устройство, которое хранит информацию, пока питается электроэнергией. При отключении от сети информация исчезает.

Вн́ешняя память — это различные магнитные носители (ленты, диски), оптические диски. Сохранение информации на них не требует постоянного электропитания.

Данные и программы в памяти компьютера имеют вид двоичного кода.

В одном бите памяти хранится один бит информации.

Битовая структура определяет первое свойство внутренней памяти компьютера — Дискре ́ тность

Второе свойство внутренней памяти компьютера — Адресу ́ емость.

Принцип адресуемости означает, память можно представить как многоквартирный дом, в котором каждая квартира — это байт, а номер квартиры — это адрес. Для того чтобы почта дошла по назначению, необходимо указать правильный адрес. Именно так, по адресам, обращается к внутренней памяти процессор компьютера.

Запись информации в память, а также чтение ее из памяти, производится по адресам

• Как отпускают салаты коктейли кратко
• План урока цветовая растяжка
• Что играет огромную роль в жизни человека кратко
• Какое стихийное бедствие сопутствует извержению вулкана ответ кратко
• Какую роль играют клапаны в кровеносной системе где кроме сердца они еще встречаются кратко

Источник: obrazovanie-gid.ru