Как компьютер обрабатывает информацию
Почти в каждом доме есть компьютер и даже не один, а несколько. Но мало кто понимает, как компьютер обрабатывает информацию и понимает нас. Если вы недавно закончили школу или еще учитесь, то на уроках информатики наверняка проходили эту тему, а вот более старшее поколение этого наверняка не знает и даже не задумывается о том, что «разговаривает» с компьютером на языке цифр в двоичной системе исчисления.
Как компьютер обрабатывает информацию
Вся цифровая информация передается в битах. Бит – это единица информации, которую понимает компьютер. Все, что мы делаем на компьютере переводится в специальный двоичный код, который состоит из 0 и 1. Если есть сигнал, то это 1, если сигнала нет, то это 0. Для компьютера это не числа, а сигналы. Есть сигнал, нет сигнала. Любую цифру компьютер понимает по своему – в двоичной системе.
2 — 10 (один-ноль) (одна единица второго разряда)
4 — 100 (один-ноль-ноль) (одна единица третьего разряда
5 — 101 (один-ноль-один)
6 — 110 (один-один-ноль)
7 — 111 (один-один-один)
8 — 1000 (один-ноль-ноль-ноль) (одна единица четвертого разряда)
9 — 1001 (один-ноль-ноль-один)
10 – 1010 (один-ноль-один-ноль)
Если вы хотите понять язык компьютера, необходимо изучить двоичную систему исчисления.
Нули и единицы в компьютере называют битами, а группы из восьми битов называют байтами.
В один байт можно записать число от 0 до 255.
В двух байтах можно записать число от 0 до 65535.
В трех байтах можно записать число от 0 до 16 миллионов.
число 2000 = 00000111 11010000
записывается в двух байтах, по 8 битов в каждом.
С числами более-менее понятно, а как же компьютер понимает текст?
Любые буквы компьютер переводит в числа. Превратив букву в число, компьютер превращает число в сигналы и записывает их, как и числа, — битами, из которых собираются байты:
Полная таблица кодов русского алфавита Ascii
Нажимая на клавишу клавиатуры вы даете компьютеру сигнал в двоичной системе исчисления, (каждой клавише соответствует свой код). Он понимает ее и при помощи специальной программы переводит этот сигнал в понятный для нас символ и выводит его на монитор. Грубо говоря, получается, что клавиатура служит переводчиком между нами и компьютером.
Тоже самое происходит и с графической информацией. Для того, чтобы сохранить картинку и работать с ней на компьютере, ее необходимо превратить в сигналы, т.е. оцифровать. Для этой цели можно воспользоваться сканером или цифровым фотоаппаратом или видеокамерой.
Каждая точка имеет свой код:
Черная точка: 0, 0, 0;
Белая точка: 255, 255, 255;
Коричневая: 153, 102, 51;
И т. д. У каждого цвета – свой шифр (цветовой код).
Ниже хорошее видео на эту тему:
Таблица
соответствия цветов их шестнадцатиричным
RGB-составляющим .
Что может обрабатываться в информатике
Обработка (преобразование) информации — это процесс изменения формы представления информации или её содержания. Обрабатывать можно информацию любого вида, и правила обработки могут быть самыми разнообразными.
В результате обработки имеющейся (входной) информации мы получаем новую (выходную) информацию.
Во многих задачах бывает заранее известно правило, по которому следует осуществлять преобразование входной информации в выходную. Это правило может быть представлено в виде формулы или подробного плана действий.
Обработка информации — это решение информационной задачи, или процесс перехода от исходных данных к результату.
Процесс обработки информации не всегда связан с получением каких-то новых сведений. Например, при переводе текста с одного языка на другой. Обработка информации, связанная с изменением её формы, но не изменяющая содержания, происходит при систематизации информации, поиске информации, кодировании информации.
Обработка информации – это:
· представление и преобразование информации из одного вида в другой в соответствии с формальными правилами;
· процесс интерпретации (осмысления) данных;
· процесс преобразования к виду, удобному для передачи или восприятия (кодирование, декодирование и т.д.);
· процесс преднамеренного искажения или изменения структуры данных, изменение числовых значений данных и т.д.
Обработка информации заключается в различных преобразованиях самой информации или формы ее представления:
— извлечение новой информации из данной путем логических рассуждений, например, раскрытие преступления по собранным уликам
— изменение формы представления информации, например, перевод текста с одного языка на другой или шифровка (кодирование) текста;
— сортировка информации, например, упорядочение списка фамилий по алфавиту;
— поиск информации, например, поиск телефона в телефонной книге или поиск иностранного слова в словаре.
Под обработкой информации в информатике понимают любое преобразование информации из одного вида в другой, производимое по строгим формальным правилам. Примерами таких преобразований могут служить: замена одной буквы на другую в тексте; замена нулей на единицы, а единиц на нули в последовательности битов; сложение двух чисел, когда из информации, представляющей слагаемые, получается результат – сумма.
Слова «Обработка информации», таким образом, вовсе не подразумевают восприятие информации или ее осмысление. Компьютер – всего лишь машина и способна только к технической, машинной обработке информации.
Конечно, технические преобразования информации обычно производятся с целью достижения некоторого осмысленного эффекта. Например, если в тексте восклицательный знак заменить на вопросительный, то это будет соответствовать и некоторому смысловому изменению. Однако сама замена восклицательного знака на вопросительный носит технический характер и может быть произведена в любом тексте:
Это правда! à Это правда?
Обработка информации на ЭВМ обычно состоит в выполнении огромного количества такого рода элементарных, технических операций.
Но всегда ли нам известно, как, по каким правилам входная информация преобразовывается в выходную?
Такую систему, в которой наблюдателю доступны лишь входные и выходные величины, а её структура и внутренние процессы неизвестны, называют «чёрным ящиком».
Компьютерная грамотность с Надеждой
Заполняем пробелы — расширяем горизонты!
Как работает ПК: Обработка информации на компьютере
Мы давно уже привыкли к персональным компьютерам (сокращенно ПК). Включаем их и работаем, ни мало не задумываясь над тем, как они устроены и как происходит обработка информации на компьютере.
Все это благодаря тому, что разработчики ПК и программного обеспечения к ним научились создавать надежные продукты, которые не дают нам повода лишний раз задуматься над устройством компьютера или обслуживающих его программ.
Случай на экзамене
Профессор. Как работает трансформатор?
Студент. У-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у-у…
Вероятно, читателям блога небезынтересно узнать о принципах работы компьютера и программного обеспечения.
Обработка информации на компьютере: основные этапы
Компьютер изначально был задуман для автоматизации процессов обработки информации. Он устроен соответствующим образом, чтобы иметь все возможности для успешного выполнения своего предназначения.
Для того чтобы обрабатывать в компьютере информацию, с ней необходимо делать следующие основные операции:
1) вводить информацию в компьютер:
Эта операция нужна для того, чтобы компьютеру было что обрабатывать. Без возможности ввода информации в компьютер он становится как бы вещью в себе.
2) хранить введенную информацию в компьютере:
Очевидно, что если дать возможность вводить информацию в компьютер, то надо также иметь возможность эту информацию в нем хранить, и затем использовать в процессе обработки.
3) обрабатывать введенную информацию:
Здесь надо понимать, что для обработки введенной информации нужны определенные алгоритмы обработки, иначе ни о какой обработке информации речи быть не может. Компьютер должен быть снабжен такими алгоритмами и должен уметь их применять к вводимой информации с тем, чтобы «правильно» преобразовывать ее в выходные данные.
4) хранить обработанную информацию
Так же как и с хранением введенной информации, в компьютере должны храниться результаты его работы, результаты обработки входных данных с тем, чтобы в дальнейшем ими можно было бы воспользоваться.
5) выводить информацию из компьютера
Эта операция позволяет вывести результаты обработки информации в удобочитаемом для пользователей виде. Именно эта операция дает возможность воспользоваться результатами обработки информации на компьютере. Иначе эти результаты обработки так и остались бы внутри компьютера, что сделало бы их получение совершенно бессмысленным.
Что такое обработка информации на компьютере
Самое важное умение компьютера – это обработка информации. Прелесть компьютера как раз и состоит в том, что он может информацию преобразовывать. Все устройство компьютера обусловлено требованием обработки информации в кратчайшие сроки, наиболее быстрым способом.
Под обработкой информации на компьютере можно понимать любые действия, которые преобразуют информацию из одного состояния в другое.
Соответственно, компьютер имеет специальное устройство, называемое процессором, которое предназначено исключительно для чрезвычайно быстрой обработки данных, со скоростями, доходящими до миллиардов операций в секунду.
Оперативная память (ОЗУ)
Требуемые для обработки данные процессор получает (берет) из оперативной памяти.
Оперативная память — это устройство, которое предназначено для ВРЕМЕННОГО хранения как входных, так и выходных данных.
Там же в оперативной памяти находится и место для хранения промежуточных данных, формируемых в процессе обработки информации. Таким образом, процессор как получает данные из оперативной памяти, так и записывает обработанные данные в эту память. Там информация хранится временно, до тех пор, пока она находится в обработке.
Наконец, для ввода и вывода данных к компьютеру подключаются внешние устройства ввода-вывода, которые позволяют ВВОДИТЬ информацию, подлежащую обработке, и ВЫВОДИТЬ результаты этой обработки.
Внешний винчестер, внешнее DVD-устройство, флешка, клавиатура, мышь
Процессор и оперативная память работают с одинаково большой скоростью. Как уже говорилось выше, скорость обработки информации может составлять многие миллионы и миллиарды операций в секунду. Никакое внешнее устройство ввода и вывода информации не может работать на таких скоростях.
Поэтому для их подключения в компьютере предусмотрены специальные контроллеры устройств ввода-вывода. Их задача состоит в том, чтобы согласовать высокие скорости работы процессора и оперативной памяти с относительно низкими скоростями ввода и вывода информации.
Эти контроллеры подразделяются на специализированные, к которым могут быть подключены только специальные устройства, и универсальные. Примером специализированного устройства контроллера служит, например, видеокарта, которая предназначена для подключения к компьютеру монитора.
Контроллеры могут быть и универсальными, в этом случае – это так называемые порты ввода-вывода, К портам ввода-вывода могут подключаться разнообразные устройства (клавиатуры, манипуляторы «мышь», принтеры, сканеры и т.п.).
Нашли ошибку? Выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Обработка информации и алгоритмы
Урок 12. Информатика 10 класс (ФГОС)
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Обработка информации и алгоритмы»
С прошлого урока мы с вами знаем, что с информацией можно производить следующие действия: сбор, обработку, хранение и передачу.
Сбор информации – это деятельность субъекта, в ходе которой он получает сведения об интересующем его объекте.
Хранение информации – это процесс поддержания исходной информации в виде, обеспечивающем выдачу данных по запросам конечных пользователей в установленные сроки.
К цифровым носителям информации относятся магнитные носители информации, оптические диски, флеш-носители.
Передача информации – это физический процесс, при котором происходит перемещение информации в пространстве. Этот процесс происходит при наличии приёмника и источника.
На уроке мы с вами вспомним, что такое обработка информации, узнаем, какие существуют виды обработки информации. Также вспомним, что такое алгоритм.
Итак, обработка информации – это преобразование информации из одного вида в другой, которое осуществляется по строгим формальным правилам.
Обработку информации может выполнять человек или техническое устройство. Тот, кто производит обработку информации является исполнителем. Исходные данные – это информация, которая подвергается обработке.
Давайте рассмотрим схему, при помощи которой разберёмся, как происходит сам процесс обработки информации.
Итак, исполнитель получает исходные данные для обработки и вместе с этим правила, которые нужно использовать при обработке информации. После того, как исполнитель обработал полученные данные в соответствии с правилами, он выдаст результат.
Давайте разберёмся на примерах, как это происходит.
Сейчас вы изучаете информатику, получаете информацию от учителя и из книг.
То есть исходными данными являются знания, которые вам даёт учитель. Затем вы перерабатываете эту информацию, переосмысливаете, выделяете для себя самое важное.
В результате вы получите новые знания, которые вы систематизировали и сможете использовать при ответе на следующем уроке, при выполнении контрольной работы или на экзамене.
В этом примере представлены два вида обработки информации: получение новой информации и новых сведений; и систематизация и структурирование данных.
И снова рассмотрим пример. На уроке иностранного языка учитель продиктовал текст на русском языке, который нужно было записать и перевести на английский.
При записи и переводе происходит обработка информации и перевод текста с русского языка на английский с соблюдением определённых правил. Результатом будет текст на английском языке.
Здесь у нас также присутствует один из видов обработки информации: изменение формы представления информации.
И ещё один пример. На уроке истории вам задали реферат на тему: «Эпоха правления Петра первого». Для того, чтобы написать реферат, вам нужно идти в библиотеку и найти нужную книгу в каталоге или же зайти в интернет и задать соответствующий запрос.
Таким образом, исходными данными будут являться каталог книг в библиотеке или же Всемирная сеть, а также критерий поиска – тема реферата. А результатом будет готовый реферат.
В этом примере описан такой вид обработки информации, как поиск.
Исходя из вышесказанного, можно сделать вывод, что существует четыре вида обработки информации: получение новой информации, новых сведений; изменение формы представления информации; систематизация, структурирование данных; поиск информации.
Как было сказано ранее, обработку может выполнять человек или техническое устройство. Разница лишь в том, что при выполнении обработки информации человеком, правила не всегда выполняются в строгом порядке. Техническое устройство, например, компьютер будет выполнять обработку информации по строгим правилам, то есть по заданному алгоритму действий.
Происхождение термина «алгоритм» связано с математикой.
В IX веке в Багдаде жил Абу Аль-Хорезми – один из крупнейших средневековых персидских учёных IX века, математик, астроном, географ и историк.
В одном из своих трудов он описал десятичную систему счисления и впервые сформулировал правила выполнения арифметических действий над целыми числами и обыкновенными дробями.
Арабский оригинал этой книги был утерян, но остался латинский перевод XII века, по которому Западная Европа и познакомилась с десятичной системой счисления и правилами выполнения арифметических действий.
Аль-Хорезми стремился к тому, чтобы сформулированные им правила были понятными. Достичь этого в IX веке, когда ещё не была разработана математическая символика (знаки операций, скобки, буквенные обозначения и так далее), было сложно. Однако ему удалось выработать чёткий стиль строгого словесного предписания, который не давал читателю возможность уклониться от предписанного или пропустить какие-нибудь действия.
Правила в книгах Аль-Хорезми в латинском переводе начинались словами «Алгоризми сказал». В других латинских переводах автор именовался как Алгоритмус. Со временем было забыто, что Алгоризми (Алгоритмус) – это автор правил, и эти правила стали называть алгоритмами.
Многие столетия разрабатывались алгоритмы для решения всё новых и новых классов задач, но само понятие алгоритма не имело точного математического определения.
В XX веке возникла наука, которая занимается теорией алгоритмов. В рамках этой науки понятие алгоритма было уточнено.
Алгоритм – это строгий порядок правил, которые определяют последовательность шагов обработки информации.
Но не все люди, которые решают те или иные примеры, знают, что они выполняют алгоритм.
Каждое утро люди пьют чай или кофе.
Они бессознательно выполняют один и тот же алгоритм, который звучит следующим образом:
· налить воду в чайник;
· насыпать кофе в кружку;
· налить воду в кружку.
В данном случае исполнителем является человек, поэтому порядок действий алгоритма может меняться или же некоторые действия и вовсе могут опускаться, например, если в чайнике уже есть вода. Или же, если человек пьёт кофе без сахара.
Рассмотрим ещё один пример.
(7 + 16) · (23 – 5) : 5 – 203
Все мы знаем, что для решения этого примера необходимо:
· выполнить операции в скобках слева направо;
Порядок действий решения примера и есть алгоритм.
Большинство учеников пятого класса не знают строгого научного определения алгоритма, но в то же время они являются исполнителями алгоритма. Действия при этом будут формальными, то есть будут выполняться в строго определённом порядке.
Люди давно мечтали создать машину, которая будет исполнять формальный алгоритм без помощи человека.
Для того, чтобы создать такую машину, не достаточно было создать её со всеми техническими требованиями, нужно было ещё досконально знать, как осуществляется алгоритм для обработки информации, и разработать формализованный способ представления таких алгоритмов.
Когда, как и кем была создана такая машина мы с вами узнаем чуть позже.
А сейчас давайте подведём итоги урока.
· Обработка информации – это преобразование информации из одного вида в другой, которое осуществляется по строгим формальным правилам.
· Виды обработки информации: получение новой информации, новых сведений; изменение формы представления информации; систематизация, структурирование данных; поиск информации.
· Алгоритм – это строгий порядок правил, которые определяют последовательность шагов обработки информации.
Принципы обработки информации компьютером.
Компьютер или ЭВМ (электронно-вычислительная машина) – это универсальное техническое средство для автоматической обработки информации.
Аппаратное обеспечение компьютера – это все устройства, входящие в его состав и обеспечивающие его исправную работу.
Несмотря на разнообразие компьютеров в современном мире, все они строятся по единой принципиальной схеме, основанной на фундаменте идеи программного управления Чарльза Бэббиджа(середина XIX в). Эта идея была реализована при создании первой ЭВМ ENIAC в 1946 году коллективом учёных и инженеров под руководством известного американского математика Джона фон Неймана, сформулировавшего следующие общие принципы:
1. Принцип программного управления. Из него следует, что программа состоит из набора команд, которые выполняются процессором автоматически друг за другом в определенной последовательности.
2. Принцип однородности памяти. Программы и данные хранятся в одной и той же памяти. Поэтому компьютер не различает, что хранится в данной ячейке памяти — число, текст или команда. Над командами можно выполнять такие же действия, как и над данными. Это открывает целый ряд возможностей. Например, программа в процессе своего выполнения также может подвергаться переработке, что позволяет задавать в самой программе правила получения некоторых ее частей (так в программе организуется выполнение циклов и подпрограмм).
3. Принцип адресности. Структурно основная память состоит из пронумерованных ячеек; процессору в произвольный момент времени доступна любая ячейка. Отсюда следует возможность давать имена областям памяти, так, чтобы к значениям в них можно было впоследствии обращаться или менять их в процессе выполнения программ с использованием присвоенных имен.
С тех пор структуру (архитектуру) современных компьютеров часто называют неймановской.
