Презентация, доклад представление информации в памяти компьютера. Представление данных в памяти компьютера Представление текстовой информации в памяти компьютера

01.06.2022

Представление данных в памяти персонального компьютера

(числа, символы, графика, звук).

Форма и язык представления информации

Воспринимая информацию с помощью органов чувств, человек стремится зафиксировать ее так, чтобы она стала понятной и другим, представляя ее в той или иной форме.

Музыкальную тему композитор может наиграть на пианино, а затем записать с помощью нот. Образы, навеянные все той же мелодией, поэт может воплотить в виде стихотворения, хореограф выразить танцем, а художник - в картине.

Человек выражает свои мысли в виде предложений, составленных из слов. Слова, в свою очередь, состоят из букв. Это - алфавитное представление информации.

Форма представления одной и той же информации может быть различной. Это зависит от цели, которую вы перед собой поставили. С подобными операциями вы сталкиваетесь на уроках математики и физики, когда представляете решение в разной форме. Например, решение задачи: «Найти значение математического выражения..." можно представить в табличной или графической форме. Для этого вы пользуетесь визуальными средствами представления информации: числами, таблицей, рисунком.

Таким образом, информацию можно представить в различной форме:

знаковой письменной, состоящей из различных знаков, среди которых принято выделять

символьную в виде текста, чисел, специальных символов (например, текст учебника);

графическую (например, географическая карта);

табличную (например, таблица записи хода физического эксперимента);

в виде жестов или сигналов (например, сигналы регулировщика дорожного движения);

устной словесной (например, разговор).

Форма представления информации очень важна при ее передаче: если человек плохо слышит, то передавать ему информацию в звуковой форме нельзя; если у собаки слабо развито обоняние, то она не может работать в розыскной службе. В разные времена люди передавали информацию в различной форме с помощью: речи, дыма, барабанного боя, звона колоколов, письма, телеграфа, радио, телефона, факса.

Независимо от формы представления и способа передачи информации, она всегда передается с помощью какого-либо языка.

На уроках математики вы используете специальный язык, в основе которого - цифры, знаки арифметических действий и отношений. Они составляют алфавит языка математики.

На уроках физики при рассмотрении какого-либо физического явления вы используете характерные для данного языка специальные символы, из которых составляете формулы. Формула - это слово на языке физики.

На уроках химии вы также используете определенные символы, знаки, объединяя их в «слова» данного языка.

Существует язык глухонемых, где символы языка - определенные знаки, выражаемые мимикой лица и движениями рук.

Основу любого языка составляет алфавит - набор однозначно определенных знаков (символов), из которых формируется сообщение.

Языки делятся на естественные (разговорные) и формальные. Алфавит естественных языков зависит от национальных традиций. Формальные языки встречаются в специальных областях человеческой деятельности (математике, физике, химии и т. д.). В мире насчитывается около 10000 разных языков, диалектов, наречий. Многие разговорные языки произошли от одного и того же языка. Например, от латинского языка образовались французский, испанский, итальянский и другие языки.

Кодирование информации

С появлением языка, а затем и знаковых систем расширились возможности общения между людьми. Это позволило хранить идеи, полученные знания и любые данные, передавать их различными способами на расстояние и в другие времена - не только своим современникам, но и будущим поколениям. До наших дней дошли творения предков, которые с помощью различных символов увековечили себя и свои деяния в памятниках и надписях. Наскальные рисунки (петроглифы) до сих пор служат загадкой для ученых. Возможно, таким способом древние люди хотели вступить в контакт с нами, будущими жителями планеты и сообщить о событиях их жизни.

Каждый народ имеет свой язык, состоящий из набора символов (букв): русский, английский, японский и многие другие. Вы уже познакомились с языком математики, физики, химии.

Представление информации с помощью какого-либо языка часто называют кодированием.

Код - набор символов (условных обозначений) дли представления информации. Кодирование - процесс представления информации в виде кода.

Водитель передает сигнал с помощью гудка или миганием фар. Кодом является наличие или отсутствие гудка, а в случае световой сигнализации - мигание фар или его отсутствие.

Вы встречаетесь с кодированием информации при переходе дороги по сигналам светофора. Код определяют цвета светофора - красный, желтый, зеленый.

В основу естественного языка, на котором общаются люди, тоже положен код. Только в этом случае он называется алфавитом. При разговоре этот код передается звуками, при письме - буквами. Одну и ту же информацию можно представить с помощью различных кодов. Например, запись разговора можно зафиксировать посредством русских букв или специальных стенографических значков.

По мере развития техники появлялись разные способы кодирования информации. Во второй половине XIX века американский изобретатель Сэмюэль Морзе изобрел удивительный код, который служит человечеству до сих пор. Информация кодируется тремя «буквами»: длинный сигнал (тире), короткий сигнал (точка) и отсутствие сигнала (пауза) для разделения букв. Таким образом, кодирование сводится к использованию набора символов, расположенных в строго определенном порядке.

Люди всегда искали способы быстрого обмена сообщениями. Для этого посылали гонцов, использовали почтовых голубей. У народов существовали различные способы оповещения о надвигающейся опасности: барабанный бой, дым костров, флаги и т. д. Однако использование такого представления информации требует предварительной договоренности о понимании принимаемого сообщения.

Знаменитый немецкий ученый Готфрид Вильгельм Лейбниц предложил еще в XVII веке уникальную и простую систему представления чисел. «Вычисление с помощью двоек... является для науки основным и порождает новые открытия... при сведении чисел к простейшим началам, каковы 0 и 1, везде появляется чудесный порядок».

Сегодня такой способ представления информации с помощью языка, содержащего всего два символа алфавита - 0 и 1, широко используется в технических устройствах, в том числе и в компьютере. Эти два символа 0 и 1 принято называть двоичными цифрами или битами (от англ. bit - Binary Digit - двоичный знак).

Инженеров такой способ кодирования привлек простотой технической реализации - есть сигнал или нет сигнала. С помощью этих двух цифр можно закодировать любое сообщение.

Более крупной единицей измерения объема информации принято считать 1 байт, который состоит из 8 бит.

Принято также использовать и более крупные единицы измерения объема информации. Число 1024 (210) является множителем при переходе к более высокой единице измерения.

Килобит Кбит

Кбит = 1024 бит ≈1000 бит

Мегабит Мбит

1 Мбит = 1024 Кбит ≈ 1 000 000 бит

Гигабит Гбит

Гбит = 1024 Мбит ≈ 1 000 000 000 бит

Килобайт Кбайт (Кб)

1 Кбайт = 1024 байт ≈ 1000 байт

Мегабайт Мбайт (Мб)

1 Мбайт = 1024 Кбайт ≈ 1 000 000 байт

Гигабайт Гбайт (Гб)

1 Гбайт = 1024 Мбайт ≈ 1 000 000 000 байт

Терабайт Тбайт (Тб)

1 Тбайт = 1024 Гбайт ≈ 1 000 000 000 000 байт

Пэтабайт Пбайт (Пб)

1 Пбайт = 1024 Тбайт ≈ 1 000 000 000 000 000 байт

Эксабайт Эбайт (Эб)

1 Эбайт = 1024 Пбайт ≈ 1 000 000 000 000 000 000 байт

Зеттабайт Збайт (Зб)

1 Збайт = 1024 Эбайт ≈ 1 000 000 000 000 000 000 000 байт

Кодирование информации в компьютере

Вся информация, которую обрабатывает компьютер, должна быть представлена двоичным кодом с помощью двух цифр - 0 и 1. Эти два символа принято называть двоичными цифрами, или битами. С помощью двух цифр 1 и 0 можно закодировать любое сообщение. Это явилось причиной того, что в компьютере обязательно должно быть организовано два важных процесса:

кодирование, которое обеспечивается устройствами ввода при преобразовании входной информации в форму, воспринимаемую компьютером, то есть в двоичный код;

декодирование, которое обеспечивается устройствами вывода при преобразовании данных из двоичного кода в форму, понятную человеку.

С точки зрения технической реализации использование двоичной системы счисления для кодирования информации оказалось намного

более простым, чем применение других способов. Действительно, удобно кодировать информацию в виде последовательности нулей и единиц, если представить эти значения как два возможных устойчивых состояния электронного элемента:

0 - отсутствие электрического сигнала или сигнал имеет низкий уровень;

1 - наличие сигнала или сигнал имеет высокий уровень.

Эти состояния легко различать. Недостаток двоичного кодирования - длинные коды. Но в технике легче иметь дело с большим числом простых элементов, чем с небольшим количеством сложных.

Вам и в быту ежедневно приходится сталкиваться с устройством, которое может находиться только в двух устойчивых состояниях: включено/выключено. Конечно же, это хорошо знакомый всем выключатель. А вот придумать выключатель, который мог бы устойчиво и быстро переключаться в любое из 10 состояний, оказалось невозможным. В результате после ряда неудачных попыток разработчики пришли к выводу о невозможности построения компьютера на основе десятичной системы счисления. И в основу представления чисел в компьютере была положена именно двоичная система счисления.

В настоящее время существуют разные способы двоичного кодирования и декодирования информации в компьютере. В первую очередь это зависит от вида информации, а именно, что должно кодироваться: текст, числа, графические изображения или звук. Кроме того, при кодировании чисел важную роль играет то, как они будут использоваться: в тексте, в расчетах или в процессе ввода-вывода. Накладываются также и особенности технической реализации.

Кодирование чисел

Система счисления - совокупность приемов и правил записи чисел с помощью определенного набора символов.

Для записи чисел могут использоваться не только цифры, но и буквы (например, запись римских цифр - XXI). Одно и то же число может быть по-разному представлено в различных системах счисления.

В зависимости от способа изображения чисел системы счисления делятся на позиционные и непозиционные.

В позиционной системе счисления количественное значение каждой цифры числа зависит от того, в каком месте (позиции или разряде) записана та или иная цифра этого числа. Например, меняя позицию цифры 2 в десятичной системе счисления, можно записать разные по величине десятичные числа, например 2; 20; 2000; 0,02 и т. д.

В непозиционной системе счисления цифры не изменяют своего количественного значения при изменении их расположения (позиции) в числе. Примером непозиционной системы может служить римская система, в которой независимо от местоположения одинаковый символ имеет неизменное значение (например, символ X в числе XXV).

Количество различных символов, используемых для изображения числа в позиционной системе счисления, называется основанием системы счисления.

В компьютере наиболее подходящей и надежной оказалась двоичная система счисления, в которой для представления чисел используются последовательности цифр 0 и 1.

Кроме того, для работы с памятью компьютера оказалось удобным использовать представление информации с помощью еще двух систем счисления:

восьмеричной (любое число представляется с помощью восьми цифр - 0, 1, 2... 7);

шестнадцатеричной (используемые символы-цифры - 0, 1, 2... 9 и буквы - А, В, С, D, Е, F, заменяющие числа 10, 11, 12, 13, 14, 15 соответственно).

Кодирование символьной информации

Нажатие алфавитно-цифровой клавиши на клавиатуре приводит к тому, что в компьютер посылается сигнал в виде двоичного числа, представляющего собой одно из значений кодовой таблицы. Кодовая таблица - это внутреннее представление символов в компьютере. Во всем мире в качестве стандарта принята таблица ASCII (American Standart Code for Informational Interchange - американский стандартный код информационного обмена).

Для хранения двоичного кода одного символа выделен 1 байт = 8 бит. Учитывая, что каждый бит принимает значение 1 или 0, количество возможных сочетаний единиц и нулей равно 28 = 256.

Значит, с помощью 1 байта можно получить 256 разных двоичных кодовых комбинаций и отобразить с их помощью 256 различных символов. Эти коды и составляют таблицу ASCII.

Пример, при нажатии клавиши с буквой S в память компьютера записывается код 01010011. При выводе буквы 8 на экран компьютер выполняет декодирование - на основании этого двоичного кода строится изображение символа.

SUN (СОЛНЦЕ) - 01010011 010101101 01001110

Стандарт ASCII кодирует первые 128 символов от 0 до 127: цифры, буквы латинского алфавита, управляющие символы. Первые 32 символа являются управляющими и предназначены в основном для передачи команд управления. Их назначение может варьироваться в зависимости от программных и аппаратных средств. Вторая половина кодовой таблицы (от 128 до 255) американским стандартом не определена и предназначена для символов национальных алфавитов, псевдографических и некоторых математических символов. В разных странах могут использоваться различные варианты второй половины кодовой таблицы.

Обратите внимание! Цифры кодируются по стандарту ASCII записываются в двух случаях - при вводе-выводе и когда они встречаются я тексте. Если цифры участвуют в вычислениях, то осуществляется их преобразование в другой двоичный код.

Для сравнения рассмотрим число 45 для двух вариантов кодирования.

При использовании в тексте это число потребует для своего представления 2 байта, поскольку каждая цифра будет представлена своим кодом в соответствии с таблицей ASCII . В двоичной системе - 00110100 00110101.

При использовании в вычислениях код этого числа будет получен по специальным правилам перевода и представлен в виде 8-разрядного двоичного числа 00101101, на что потребуется 1 байт.

Кодирование графической информации

Создавать и хранить графические объекты в компьютере можно мя способами - как растровое или как векторное изображение. Для каждого типа изображения используется свой способ кодирования.

Растровое изображение представляет собой совокупность точек, используемых для его отображения на экране монитора. Объем растрового изображения определяется как произведение количества точек и информационного объема одной точки, который зависит от количества возможных цветов. Для черно-белого изображения информационный объем одной точки равен 1 биту, так как точка может быть либо черной, либо белой, что можно закодировать двумя цифрами - 0 или 1.

Для кодирования 8 цветов необходимо 3 бита; для 16 цветов - 4 бита; для 6 цветов - 8 битов (1 байт) и т.д.

кодирование черно-белого рисунка

кодирование цветного рисунка

Векторное изображение представляет собой совокупность графических примитивов. Каждый примитив состоит из элементарных отрезков кривых, параметры которых (координаты узловых точек, радиус кривизны и пр.) описываются математическими формулами. Для каждой линии указываются ее тип (сплошная, пунктирная, штрих-пунктирная), толщина и цвет, а замкнутые фигуры дополнительно характеризуются типом заливки. Кодирование векторных изображений выполняется различными способами в зависимости от прикладной среды. В частности, формулы, описывающие отрезки кривых, могут кодироваться как обычная буквенно-цифровая информация для дальнейшей обработки специальными программами.

Кодирование звуковой информации

Звук представляет собой звуковую волну с непрерывно меняющейся амплитудой и частотой. Чем больше амплитуда сигнала, тем он громче для человека, чем больше частота сигнала, тем выше тон. Для того чтобы компьютер мог обрабатывать звук, непрерывный звуковой сигнал должен быть превращен в последовательность электрических импульсов (двоичных нулей и единиц).

В процессе кодирования непрерывного звукового сигнала производится его временная дискретизация. Непрерывная звуковая волна разбивается на отдельные маленькие участки, причем для каждого такого участка устанавливается определенная величина амплитуды.Таким образом, непрерывная зависимость амплитуды сигнала от времени заменяется на дискретную последовательность уровней громкости.

Современные звуковые карты обеспечивают 16-битную глубину кодирования звука. В таком случае количество уровней сигнала будет равно 65536.

При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он заменяется последовательностью дискретных уровней сигнала. Качество кодирования зависит от количества измерений уровня сигнала в единицу времени, т.е. от частоты дискретизации. Чем больше количество измерений производится за 1 секунду (чем больше частота дискретизации), тем точнее процедура двоичного кодирования.

Количество измерений в секунду может лежать в диапазоне от 8000 до 48000, т.е. частота дискретизации аналогового звукового сигнала может принимать значения от 8 до 48 кГц - качество звучания аудио-CD. Следует также учитывать, что возможны как моно-, так и стерео-режимы.

Программа звукозапись Стандартная программа Windows Звукозапись играет роль цифрового магнитофона и позволяет записывать звук, т.е. дискретизировать звуковые сигналы, и сохранять их в звуковых файлах в формате wav. Также эта программа позволяет производить простейшее редактирование звуковых файлов.

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.

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 .

Класс: 6

Цель урока: дать учащимся представления об информации в памяти компьютера и системах счисления

Задачи:

Обучающая: изучение и первичное закрепление знаний учащихся о преставлении информации в памяти компьютера и системах счисления.
Развивающая: стимулирование интереса учащихся к данной теме и предмету в целом; развитие мышления, умения применять полученные знания при решении задач различной направленности;
Воспитательная: активизация взаимодействия между учащимися, навыков групповой работы; воспитание у учащихся самостоятельности, коллективизма, ответственности за себя и других членов коллектива;

Тип урока - Урок изучения и первичного закрепления нового материала

Используемые технологии - ТРКМ, дифференцированный подход, ИКТ, здоровьесбережения

Оборудование и материалы - компьютер, мультимедийный проектор, доска, экран, ноутбуки для учащихся, презентация, маркеры разных цветов, раздаточный материал для групповой и парной работы, запись МР3 для физкультминутки

Ход урока

I. Организационный момент (Создание благоприятного климата на уроке. Учащиеся занимают свои места за партами) На экране слайд презентации с темой урока.

II. Стадия Вызов

Посмотрите на экран. (Картинка компьютер ) Зачем человеку он нужен? (варианты ответов детей ) О чем-нибудь она вам говорит? Как вы думаете, о чем пойдет речь? У вас на столах есть листы бумаги, напишите, двумя словами, о чем пойдет речь, и знаете ли вы это. Теперь листочки переверните и отодвиньте на край парты.

Как Информация сохраняется в памяти компьютера. А разве на прошлом уроке мы об этом не говорили? Говорили. Давайте проверим с помощью электронной тетради насколько хорошо у вас в памяти материал прошлого урока сохранился. Быстро выполняем упражнения – у каждого уже написано, с какого задания он выполняет. Кто выполнил – возвращается на свое место.

(учащиеся садятся за ноутбуки и выполняют задания 11-20 (приложение 1), у всех разный набор заданий – дифференцированный подход )

Скажите, какой результат вам больше всего запомнился?

(дети проговаривают одну из поговорок, которую они запомнили )

Теперь мы работаем в трех группах. Каждая группа получила несколько значков и рисунок компьютера. (Приложение 2) Расположите эти значки. Что у вас получилось? (все значки должны располагаться на системном блоке )

III. Стадия Осмысление

Так какой вопрос возникает? Выходит, компьютер должен ухитриться и представить в своей памяти место и под музыку, и под картинки, и под текст, а ведь есть еще и исполняемые файлы.

Сейчас каждая группа будет решать свою задачу. (Приложение 3) Закодировать картину, мелодию и команды.

Придумайте какой-нибудь способ и покажите в ячейках памяти компьютера.

(проходит работа в группах )

Давайте, сравним – какие кодировки вы придумали

(вывешиваются на доску, каждая группа объявляет свой способ кодирования ). Удивляются похожести (при правильном выполнении задания)

Вот вы закрасили, нарисовали крестики, а я использовала две цифры 0 и 1. Вот мой рисунок. Похож на ваши? Сейчас нам в том, как же представлена информация в компьютере расскажут знакомые вам мультяшные герои Фиксики (слайды презентации 2 )

Так что же нам предложили Фиксики? Оказывается, используя только 2 цифры 0 и 1 можно в компьютере представлять любую информацию. И эти две цифры имеют свое название. Приставка, обозначающая количество два – би, поэтому эти цифры и назвали бит. 1 бит – это двоичный код.

Предлагаю вам поработать с небольшими текстами. Можете ставить на полях значки “+”, “-”, “//” (знаю, не знаю, слышал)

(Тексты для всех учащихся одинаковые .)

Для компьютера его память – это “клетки”-биты, заполненные 0 и 1.

Память компьютера – лист в клетку.

Бит – это каждая “клетка” памяти компьютера.

В каждой “клетке” хранится только одно из двух значений 0 или 1, соответствующих двум состояниям электронной схемы: 0 – “выключено” или 1 – “включено”.

Цифры 0 и 1, хранящиеся в “клетках” памяти компьютера, называются значениями битов .

Цифровое (двоичное) кодирование – представление самой разнообразной информации с помощью последовательности битов (0 и 1).

Числовая, текстовая, графическая, звуковая и видеоинформация в памяти компьютера представлена в виде цепочек из 0 и 1.

Преимущества цифровых данных: просто копировать и изменять; хранить и передавать одними и теми же методами, независимо от типа данных.

Каких значков на ваших полях больше всего? Хорошо, а сейчас

Физминутка

(Эмоциональная разрядка под веселую музыку дети встают и выполняют движения, головой, рукам, шеей, кистями рук, имитируют ходьбу )

Молодцы. Занимайте места. Чтобы вы быстрее включились в работу, предлагаю решить такую задачу

Задача-шутка. С помощью чего быстрее набрать текст – 2-кнопочной мыши или 102-клавишной клавиатуры?

Сейчас будем работать по заполнению вот такого кластера. Вам пригодитсяМатериал для любознательных : параграф 4.1.– параграф 4.10. с.81 .

Система счисления – это совокупность приёмов и правил для обозначения и именования чисел.

Составление (заполнение) кластера (приложение 4)

Работа с учебником, каждая из групп представляет один из видов систем счисления – унарная, позиционная непозиционная. Записывает примеры чисел. Проходит взаимопроверка

IV. Стадия Рефлексии

Посмотрите на свои листочки. И попробуйте ответить на ваше “не знаю” или “знаю” (Обсуждение)

Проблемная задача. Какое десятичное число соответствует восьмеричному числу 789?

Практическая работа

Запустите приложение КАЛЬКУЛЯТОР и выполните команду ВИД-ИНЖЕНЕРНЫЙ. Обратите внимание на группу переключателей, определяющих систему счисления: DEC – десятичная система счисления, BIN-двоичная система счисления.
Убедитесь, что КАЛЬКУЛЯТОР настроен на работу в двоичной системе счисления BIN. С помощью клавиатуры или мыши введите в поле ввода первое число с карточки. Активизируйте переключатель DEC и проследите за изменениями в окне ввода. Вернитесь в двоичную систему счисления BIN. Очистите поле ввода, нажав С.
Повторите пункт 2 для остальных чисел с карточки, сверяя полученные ответы с ответами, полученными с помощью программы КАЛЬКУЛЯТОР.

Итоги урока, рефлексия (Дать качественную оценку работы класса и отдельных обучаемых,) вопросы:

Можете ли вы назвать тему урока?

Вам было легко или были трудности?

Что у вас получилось лучше всего и без ошибок?

Какое задание было самым интересным и почему?

Как бы вы оценили свою работу? (слайд 29)

Домашнее задание:

Параграф 1.3 с.16-17, §4.3, вопросы.
Проанализировать стихотворение по принципу “Верю, не верю”. (Приложение 5 )

Наше занятие мне хотелось бы закончить высказыванием Козьмы Пруткова: “Глядя на мир, нельзя не удивляться!”.

Список учебной и дополнительной литературы.

Босова Л.Л. Информатика: учебник для 5 класса / Л.Л. Босова, А.Ю. Босова – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний 2013 - 184 с.: ил.
Босова Л.Л. Информатика. Программа для основной школы: 5-6 классы. 7-9 классы / Л.Л. Босова, А.Ю. Босова. – М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2013. – 88 с.: ил. – (Программы и планирование)
Электронная тетрадь по информатике для учащихся 6 класса (демоверсия)

Понятие информации.

Понятие "информация " является одним из фундаментальных в современной науке вообще и центральным понятием изучаемой нами науки информатики, объектом ее исследования. Сам термин происходит от латинского informatio , что означает разъяснение, осведомление, изложение. Существует несколько определений информации.

В широком смысле информация – это общенаучное понятие, включающее в себя обмен сведениями между людьми, обмен сигналами между живой и неживой природой, людьми и устройствами.

Информация - это сведения об объектах и явлениях окружающей среды, их параметрах, свойствах и состоянии, которые уменьшают имеющуюся о них степень неопределенности, неполноты знаний.

Сообщение – это форма представления информации в виде речи, текста, изображения, цифровых данных, графиков, таблиц и т.п.

Данные – информация, представленная в формализованном виде, что обеспечивает ее хранение, обработку и передачу. Данные, используемые для уменьшения неопределенности становятся информацией.

Пример . Написанные на листе бумаги десять номеров телефонов воспринимаются как данные, так как они не предоставляют нам никаких сведений. Если же у каждого номера указать фамилию владельца, то непонятные цифры обретут определенность и превратятся из данных в информацию.

Одной из важнейших разновидностей информации является экономическая информация . Ее отличительная черта – связь с процессами управления коллективами людей, организацией. Экономическая информация сопровождает процессы производства, распределения, обмена и потребления материальных благ и услуг.

Экономическая информация – совокупность сведений, отражающих социально-экономические процессы и служащих для управления этими процессами и коллективами людей в производственной и непроизводственной сфере.

При работе с информацией всегда выделяется ее источник и ее потребитель (приемник).

Представление информации в памяти компьютера.

Для хранения любой информации в памяти ЭВМ используется двоичный код (двоичная система счисления), т.е. пара цифр 0 и 1 . Привычные человеку символы (буквы, цифры, знаки) можно представить в виде совокупности нулей и единиц. Объем информации, необходимый для запоминания одного из двух символов – 0 или 1, называется бит (англ. binary digit - двоичная цифра). Бит – наименьшая частица памяти в компьютере. Бит означает количество информации, соответствующее выбору из двух возможностей.

Бит информации очень маленькое количество информации. Более крупная единица информации – байт (byte ).

Байт – это информация, которая кодируется восьмиразрядным двоичным кодом 1 байт =8 бит .

Кроме бита и байта в информатике широко применяются другие более крупные единицы измерения количества информации:

1 Кбайт = 2 10 байт = 1024 байт

1 Мбайт = 2 20 байт = 1024 Кбайт = 1 048 576айт

1 Гбайт = 2 30 байт = 1024 Мбайт

1 Тбайт = 2 40 байт = 1024 Гбайт

Для хранения двоичных чисел в компьютере служит устройство, называемой ячейкой памяти. Для обеспечения совместимости различных моделей компьютеров начиная с машин 3-го поколения, стандартными являются ячейки, состоящие из 8 битов.