VI Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2014

Мы живем в таком мире, когда человечество уже не в силах отказаться от предоставленных ему удобств. Компьютер уверенно вошёл в жизнь человечка и мало кто, сейчас способен отказаться от такой «роскоши». Они буквально совершили революцию в жизни человека.

Компьютер называют универсальной машиной для обработки информации. Слово «универсальной» подчеркивает, что компьютер может применяться для многих целей, например для обработки, хранения, передачи разнообразной информации, в общем, компьютер может использоваться в самых разных видах человеческой деятельности. При всём этом подчеркивается универсальность двоичного кодирования информации. Задумавшись, можем сказать, что мы ещё находимся в самом начале эры цифровых технологий, так как трудно сказать всякую ли информацию научился человек представлять в двоичном коде и всякую ли информацию может обработать современный компьютер. Например, если говорить об осязательной информации, то не совсем понятно, как и вообще возможно ли вообще представить в двоичном коде всевозможные запахи.

Но чтобы человек не делал с помощью компьютера, это всегда работа с информацией – числами, текстами, звуками, изображениями.

В нашей статье речь пойдет о «Представлении информации в компьютере». Наша задача заключается в том, чтобы понять, как разнообразная информация представлена в компьютере.

Для решения поставленной задачи «заглянем» внутрь машиной памяти. Машинную память удобно представить в виде листа в клетку под клеткой так же будет далее понимать разряд. В каждой «клетке» сохраняется только одно единственное из двух значений: ноль или единицы. Такое представление, состоящее всего из двух цифр удобно для электронного хранения данных, так как они требуют только двух состояний электронной схемы  «включено», которое соответствует цифре 1 и «выключено», соответствующее цифре 0. Каждая «клетка» памяти имеет название  бит. Тогда цифры 0 и 1, соответственно хранящиеся в «клетках» памяти компьютера, называют значениями битов.

С помощью последовательности битов можно представить самую разную информацию: числовую, текстовую, звуковую, графическую.

Главным выделим то, что современный компьютер может хранить и обрабатывать только дискретную информацию, любой вид информации, подлежащий компьютерной обработке, тем или иным способом должен быть закодирован с помощью конечной последовательности целых чисел, которая затем переводится в двоичный вид для хранения в компьютере. Рассмотрим, каким образом решается проблема преобразования исходной информации в компьютерное представление числовой информации.

Что касается целого числа, то его можно рассматривать как вещественное, но с нулевой дробной частью. Введение специальных способов представления целых чисел нужно, так как достаточно часто в задачах, которые необходимо решить с помощью компьютера, многие действия сводятся над операциями над целыми числами. Для представления целых чисел в памяти компьютера используются несколько различных способов представления, которые между собой отличаются количеством разрядов, наличием или отсутствием знакового разряда. Для положительных целых чисел используется беззнаковое представление, соответственно в знаковом виде представляются отрицательные целые числа.

При беззнаковом представлении все разряды отводятся под само число. При представлении со знаком: самый старший разряд отводится под знак числа, а остальные разряды под собственно число. В знаковый разряд помещается 0 при условии, что число положительно, если число отрицательное то помещается 1.

Вещественные числа в компьютере хранятся в формате с плавающей запятой, который опирается на нормализованную форму записи чисел.

Главным отличием представления вещественных чисел от целых, будет то, что при представлении целых чисел в компьютере ограничением может служить лишь величина записываемого числа, а при записи вещественного числа речь в первую очередь идет о точности его представления. При представлении вещественных чисел в компьютере важно помнить, то, что вещественных чисел, точно представимых в компьютере, конечное число. Остальные числа либо приближаются представимыми, либо оказываются непредставимыми. Последнее относится к слишком большим и к слишком маленьким вещественным числам.

Для формирования умения использовать теорию на практике, нами разработан ряд практических занятий, на которых мы используем различное ПО, в том числе Microsoft Excel, CuneiForm, Hieroglyph, Graph2Digit, Audacity, 7-Zip и прочее, а также и свое разработанное ПО.

Для поддержки работы на практических занятиях мы используем созданные приложения.

Студенты, изучавшие тему «Представление вещественных чисел в компьютере» и использовавшие созданное приложение успешно справились с предложенными заданиями. Их самооценка была адекватна и совпадала с автоматически выставленной оценкой. Одним из плюсов приложения является наличие блока рефлексии и проверки правильности выполненных заданий. Здесь же можно посмотреть, как студент справился со всеми заданиями.

Благодаря использованию информационных технологий даже такую достаточно сложную тему, как «Представление информации» можно изучить изнутри.

Литература

1. Андреева Е. В. Математические основы информатики. Элективный курс: Учебное пособие / Е. В. Андреева, Л. Л. Босова, И. Н. Фалина. М.: БИНОМ, 2007. 328 с.

2. Андреева Е. В. Математические основы информатики. Элективный курс: Методическое пособие / Е. В. Андреева, Л. Л. Босова, И. Н. Фалина. М.: БИНОМ, 2011. 312 с.

3. Угринович, Н. Д. Информатика и ИКТ. Профильный уровень: учебник для 10 класса / Н. Д. Угринович – 3-е изд., испр. М.: БИНОМ, 2008. 387 с.

4. Компьютер и всё о нем. Компьютер  универсальная машина для работы с информацией [Электронный ресурс]. URL: http://assystem.ru/?p=574 (Дата обращения: 12.12.13).

Код для цитирования: Скопировать