Введение
Персональные компьютеры используются для автоматизированной обработки информационных данных. Все, входящие в состав персонального компьютера модули, служат для разрешения этой основной его задачи. Чтобы можно было осуществить обработку информации в персональном компьютере, необходимо выполнить следующие основные операции:
- Операция ввода информации в персональный компьютер. Данную операцию следует исполнить для того, чтобы предоставить компьютеру «сырьё» для последующей его переработки.
- Операция сохранения вводимой информации. Персональный компьютер должен иметь в своём составе модули, которые позволяют это осуществить.
- Операция обработки сохранённой информации. Для этой операции требуются определённые алгоритмы действий. То есть, компьютер должен обладать такими алгоритмами и умением их применять к информационным данным, что в результате позволит выработать выходные данные.
- Операция сохранения полученных результатов информационной обработки. То есть, аналогично вводимой информации, итоговые результаты тоже необходимо сохранить для возможности дальнейшего их применения.
- Операция вывода информации, прошедшей обработку, из персонального компьютера. Эта операция позволяет предоставить результаты действий компьютера пользователям в удобной для них форме.
Таким образом, основным свойством компьютера является способность к обработке информации, и вся совокупность его внутренних элементов служит для осуществления этой задачи за максимально короткое время.
Обработкой информации компьютером считается любое её преобразование в разные состояния. Устройством, предназначенным именно для осуществления этих преобразований, является модуль центрального процессора. Процессор служит для исполнения разных процедур над данными, передаваемыми ему из устройства, предназначенного для оперативного хранения как входных, так и выходных информационных данных, то есть, оперативного запоминающего устройства (ОЗУ). ОЗУ сохраняет также промежуточную информацию, которая получается при обработке данных процессором. Процессор и ОЗУ работают на очень большой тактовой частоте, причём количество исполняемых операций может быть более миллиона в секунду. При этом, устройства ввода и вывода данных не способны функционировать на таких скоростях. Поэтому для организации информационного обмена с внешними устройствами в структуре персонального компьютера имеются контроллеры блоков ввода/вывода информационных данных. Их предназначением является согласование скорости работы процессорного модуля и ОЗУ с малым уровнем быстродействия процедур обмена данными с внешними устройствами. Эти контроллеры выпускаются универсального и специализированного типа, то есть спроектированные специально для использования в конкретных устройствах. Например, модуль видеокарты персонального компьютера считается специализированным устройством, так как он предназначен только для вывода информационных данных на экран дисплея.
Представление и обработка информации на персональном компьютере
Чтобы автоматизировать обработку данных, относящихся к разным типам, необходимо осуществить унификацию формата их отображения. Это можно выполнить при помощи операции кодирования, то есть, выразить данные одного типа через данные другого типа. В вычислительной технике используется двоичная система счисления, которая способна представить любые данные при помощи последовательности знаков нуль и единица. Такие знаки именуются двоичными цифрами, которые в англоязычной интерпретации записываются как binarydigit, а сокращённо это bit (бит).
Числовые данные в персональном компьютере могут быть представлены в следующих форматах:
- Формат, использующий фиксированную запятую (точку).
- Формат, использующий плавающую запятую (точку).
Формат с фиксированной запятой служит для идеально точного отображения целого числа. Формат с плавающей запятой применяется исключительно для представления не целого числа.
Преимуществом применения числового формата с плавающей запятой является возможность использования значительно большего диапазона значений при постоянной относительной точности. Скорость исполнения персональным компьютером операций над числами, которые представлены форматом с плавающей запятой, принято измерять в мегафлопсах.
Текстовые информационные данные также могут кодироваться в двоичном коде. Если всем алфавитным символам поставить в соответствие некоторые целые числа, к примеру, порядковые номера, то при посредстве бинарного кодирования может быть закодирован и текст. Если использовать восемь двоичных разрядов, то можно закодировать 256 разных знаков. Этого достаточно для отображения с помощью разных комбинаций, состоящих из восьми битов, всех букв английского и русского алфавитов, включая сточные и прописные символы, а также знаки препинания и знаки базовых арифметических операций.
С точки зрения технической реализации всё достаточно несложно, тем не менее существуют некоторый набор организационных сложностей. В период зарождения и развития средств вычислительной техники отсутствовали все необходимые стандарты, а на текущий момент сложности сопряжены как раз с большим количеством единовременно используемых и иногда противоречащих друг другу стандартов.
Если выполнить анализ организационных трудностей, которые связаны с реализацией общей, единой системы кодирования текстовой информации, то можно сделать вывод, что все трудности связаны с недостаточным кодовым набором (256). Система, которая основана на шестнадцати (а не восьми) разрядном кодовом представлении символов, была названа универсальной и обозначается как UNICODE.
