46
3-тарау. Компьютер сызығы
Информатиканың базалық курсының мазмұндық сызығының
бірі – компьютер сызығы. Бұл сызық төрт тармаққа бөлінеді –
компьютердің
құрылымы
(архитектурасы),
бағдарламалық
қамтамасыз ету, компьютерде деректердің ұсынылуы, ЭЕМ-ң
тарихы және даму келешегі (1-қосымша, 2-схеманы қараңыз).
Компьютер сызығы бүкіл курсты қамтиды. Базалық курс
тақырыптарының көбінде оқушылар компьютермен жұмыс жасайды,
оның құрылымы, мүмкіншілігі туралы өздерінің пайымдарын
тереңдете түседі, дағдыларын дамытады. «Компьютер» мазмұндық
сызығын игеру екі мақсатты бағытпен өтеді:
1) ЭЕМ құрылымын, деректерді ұйымдастыру және жұмыс
істеу принциптерінің теориясын оқу, білу;
2) компьютерді практика жүзінде игеру; ақпаратпен әртүрлі
жұмыстарды жасау үшін компьютерді қолдану дағдыларын
қалыптастыру.
3.1. Компьютерде әр типті деректерді ұсыну
Қарастырылатын сұрақтар:
Сандық ақпараттың ұсынылуы.
Символдық ақпараттың ұсынылуы.
Графикалық ақпараттың ұсынылуы.
Дыбыстың ұсынылуы.
Компьютер
–
ақпаратпен
жұмыс
жасауға
арналған
бағдарламалы-басқарылатын
автоматты
әмбебап
құрылғы.
Ақпаратттық процестердің үш негізгі типін: сақтауды, беруді және
өңдеуді орындайтындығы компьютердің әмбебаптық қасиетін
айқындайды. Қазіргі компьютерлер ақпараттың барлық – сандық,
символдық, графикалық, дыбыстық формаларымен жұмыс жасайды.
Өңдеу үшін компьютердің жадында сақталған ақпаратты деректер
деп атайды.
Деректердің барлық түрін компьютердің жадында ұсыну үшін
екілік алфавиті қолданылатыны жоғарыда айтылды. Әйтсе де,
деректердің әр түріне тән екілік цифр тізбектер интерпретациясы
болады. Мүнда деректердің компьютерде ішкі ұсынылуы туралы сөз
қозғалатынын ескеру қажет. Сыртқы ұсыну адамға үйреншікті
пішінде жүреді.
Сандық ақпараттың ұсынылуы. Тарихи компьютерде ең
бірінші сандық типі деректер өңделген болатын, себебі бірінші ЭЕМ-
лар тек математикалық есептеулер үшін қолданығаны белгілі. Джон
47
фон Нейманның принциптеріне сәйкес, ЭЕМ есептеу екілік санау
жүйесінде орындалады.
Компьютер жадысының негізгі құрылым бірліктері – бит, байт,
машиналық сөз. Бит, байт ұғымы компьютердің моделіне тәуелсіз
болса, машиналық сөздің өлшемі компьютердің процессорына
байланысты болады. Егер машиналық сөз 4-байтты құраса, онда
компьютердің процессоры 32-разрядтық, 8-байтты құраса 64-
разрядтық болады.
Машиналық сөз — биттер немесе байттар мен өлшенетін
процессордың
регистрлерінің
разрядтылығына
және/немесе
деректер шинасының разрядтылығына (әдетте екінің кейбір
дәрежесі) тең шама [21].
Компьютер жадында сандар – тиянақты нүктелі және
жылжымалы нүктелі екі пішімде сақталады. Тиянақты нүктелі
пішімде тек қана бүтін сандар, ал жылжымалы нүктелі пішіммен –
нақты сандар (бүтін және бөлшек) ұсынылады.
Бүтін сандар. Көптеген бүтін сандардың, ЭЕМ-ң жадындағы
ұсынымы шектеулі. Сан мәндерінің диапазоны, оны сақтау үшін
қолданатын жадының ұяшықтарының өлшеміне байланысты. K–
разрядтты ұяшықта 2
k
бүтін сандардың әртүрлі мәндері сақталуы
мүмкін.
1-мысал. Бүтін сандарды ұсыну үшін компьютерде 16 –
разрядты (2 байттық) ұяшық қолданылсын дейік. Сақталған
сандардың диапазоны қандай екенін анықтайық, егер:
а) тек қана оң сандар қолданылса;
б) оң сандар және теріс сандар тең мөлшерде қолданылса.
Шешімі: 16 – разрядты ұяшықта барлығы 2
16
= 65536 әртүрлі
мәндер сақталуы мүмкін. Демек:
а) мәндер дипазоны 0 ден 65535 дейін (0 ден 2
k
– 1 дейін);
б) мәндер дипазоны -32768 ден 32767 дейін (-2
k-1
ден 2
k-1
–
1 дейін).
K – разрядтты машиналық сөзде сақталған бүтін оң
N санының ішкі ұсынымын алу үшін:
1) N санын екілік санау жүйесіне аудару қажет;
2) шыққан нәтиженің сол жағынан k разрядқа дейін нөлмен
толтықтырылады.
Мысалы, N = 1607
10
= 11001000111
2
. Бұл санның машиналық сөз
түрінде ұсынылуы келесідей болады:
0000 0110 0100 0111
Қысылған оналтылық кодтау түрінде бұл сан былай жазылады:
0647.
48
Машиналық сөзде екілік разрядттар оңнан солға қарай 0 ден
k дейін нөмірленеді. Кез келген оң санның ішкі үсынымында k – лық
үлкен разряды 0-ге, теріс санның үлкен разряды – 1-ге тең болады.
Сондықтан бұл разряд таңбалық разряд деп аталады.
Сондықтан мұндай пішінде максималды бүтін сан тең:
0111 1111 1111 1111
2
= 7FFF
16
= (2
15
- 1) = 32767
10
.
Бүтін теріс (-N) санының ішкі ұсынылуын жазу үшін:
1) оң N санының ішкі ұсынымын алу керек;
2) осы санның кері кодын алу керек, ол үшін 0 -ді 1-ге және 1-ді
0-ге ауыстырып жазу қажет;
3) шыққан санға 1 қосылады.
Теріс бүтін санның мұндай ұсыным қалпын қосымша код деп
атайды.
2-мысал. Бүтін теріс -1607 санының ішкі ұсынымын алу қажет.
Шешімі:
1) оң санның ішкі ұсынылуы: 0000 0110 0100 0111
2) кері коды:
1111 1001 1011 1000
3) 1-ді қосу нәтижесі: 1111 1001 1011 1001 – бұл -1607
санының ішкі екілік ұсынымы болады. Оналтылық қалпы: F9B9.
Нақты сандар. Жылжымалы нүктелі пішім бүтін және
бөлшекті сандарды ұсынуға қолданылады. Мұндай сандарды
математикада заттық ,бағдарламалауда нақты деп атайды.
Q санау жүйесіндегі кез келген R нақты санының жылжымалы
нүктелі түрінде жазылу үлгісі:
R =
m*q
p
Мұндағы
m, R санының мантиссасы деп аталатын тиянақты
үтірлі сан, q – санау жүйесінің негізі, p – санның реті, яғни
көрсеткіштік реті деп аталатын бүтін сан.
Сандардың осылай жазылуын, жылжымалы нүктелі түрде
ұсынылуы дейді.
Мысалы, мына теңдіктер әділ болады:
25.324 = 2.5324 *10
1
= 0.0025324*10
4
= 2532.4*10
-2
және с.с.
ЭЕМ –де жылжымалы нүктелі санының қалыпты (орысша
нормализованное) ұсынылуы қолданылады.
Қалыпты санның мантиссасы мына шартты қанағаттандыруы
қажет: 0.1
p
≤ m < 1
p
.
Басқаша айтқанда, мантисса бірден кіші және бірінші мәнді
цифры – нөл болмауы керек.
Мысалы:
1). 42,5*10
4
= 0,425*10
6
(m=0.425; 0.1< 0.425 < 1 болғандықтан,
сан қалыпты);
Достарыңызбен бөлісу: |
