|
|
Реализация обработки данных с помощью технического устройстваОбработка данных реализуется с помощью некоторой функции f, отображающей множество данных D во множество возможных результатов R (рис. 6).
Рис. 6. Отображение множества данных в множество результатов. Чтобы промоделировать f с помощью технического устройства необходимо располагать тремя физическими представлениями:
Функция f' должна быть физически реализуемой, то есть должна вычисляться на некотором физическом устройстве. Чтобы выполнить обработку данных и интерпретировать результат необходимо располагать кодами представления исходных данных и результатов (рис. 7).
Входной код, отображение f' и выходной код выбираются так, чтобы движение из множества D во множество R давало тот же результат, что и при использовании отображения f.
Рис. 7. Представление реального вычислительного процесса ЭВМ позволяет получить указанные физические представления. Принципиально вычислительная машина состоит из двух частей (рис. 8):
Рис. 8. Структура вычислительной машины.
Организация памяти Память есть физическая система с большим числом возможных состояний. Практически используемые системы имеют конечное число состояний, то есть множества D и R представляются конечными множествами D' и R'. Удобно представлять память состоящей из множества одинаковых физических систем, каждая из которых имеет M состояний. Каждая такая физическая система называется словом. Обычно слово проектируют так, чтобы M = 28 = 256. Такой элемент может быть реализован в виде комбинации восьми электронных ключей, каждый из которых может находиться в одном из двух устойчивых состояний – «включено» и «выключено». Это позволяет поставить в соответствие каждой комбинации ключей 8-разрядное двоичное число, то есть байт. Сам элемент памяти обычно тоже называется байтом. Память компьютера может быть представлена как последовательность пронумерованных байтов. Нумерация начинается с нуля. Номер байта называется его адресом. Байт является наименьшей единицей информации, которая может быть записана в память или считана из памяти с помощью одной операции ввода-вывода. Для измерения более крупных объемов памяти используются килобайт, мегабайт и гигабайт. 1 Кбайт = 210 байтов = 1024 байта 1 Мбайт = 210 килобайтов = 1024 Кбайтов 1 Гбайт = 210мегабайтов = 1024 Мбайтов Каждое из возможных состояний байта можно интерпретировать в зависимости от ситуации и используемых кодов как:
Отдельные байты могут объединяться в структуры, позволяющие представлять более сложные объекты, такие как вещественные числа, таблицы, списки и т.д. В качестве единицы хранения данных используется объект переменной длины, называемый файлом. Понятие файла используется в двух смыслах. Логическим файлом называется логически связанная последовательность данных одного типа, имеющая имя. С таким определением файла имеет дело программист, пишущий программу. Физический файл или просто файл – это последовательность произвольного числа байтов памяти, имеющая имя. Адресом файла в памяти является адрес его первого байта. Каждый файл должен иметь уникальное имя. Без этого невозможно гарантировать однозначный доступ к данным. Обычно в отдельном файле хранятся данные одного типа (целые числа, символы и пр.). Тип данных определяет тип файла. Существуют текстовые файлы, двоичные файлы, графические файлы и т.д. Файл, содержащий готовую к исполнению программу, называется программным. Память вычислительной машины подразделяется на оперативную (оперативное запоминающее устройство, или ОЗУ) и внешнюю (внешнее запоминающее устройство, или ВЗУ). Оперативная память служит для временного хранения программ и данных непосредственно во время вычислений. Это память с быстрым доступом относительно небольшого объема. Содержимое оперативной памяти сохраняется только во время работы компьютера. Такая память называется энергозависимой. Внешняя память имеет значительно больший объём и служит для долговременного хранения программ и данных. Она является энергонезависимой. Данные во внешней памяти хранятся в виде файлов, являющихся последовательностями байтов. Для того чтобы программа могла быть выполнена, она должна быть загружена в оперативную память машины. На устройствах внешней памяти (магнитных носителях) информация представлена в двоичном коде чередованием намагниченных и ненамагниченных участков на дорожках диска. В современных персональных компьютерах есть быстрая память еще одного вида, имеющая специальное назначение. Это видеопамять. Видеопамять хранит код изображения, выводимого на дисплей. Для ускорения доступа к данным используется специальное устройство, называемое кэш-памятью. Кэш-память – это «сверхоперативная» память сравнительно небольшого объема. В кэш-памяти хранятся наиболее часто используемые участки оперативной памяти. При обращении процессора к памяти сначала производится поиск нужных данных в кэш-памяти. Поскольку время доступа к кэш-памяти в несколько раз меньше, чем к оперативной памяти, то среднее время доступа к памяти уменьшается.
  ЧТО ТАКОЕ УВЕРЕННОЕ ПОВЕДЕНИЕ В МЕЖЛИЧНОСТНЫХ ОТНОШЕНИЯХ? Исторически существует три основных модели различий, существующих между...  Что способствует осуществлению желаний? Стопроцентная, непоколебимая уверенность в своем...  ЧТО И КАК ПИСАЛИ О МОДЕ В ЖУРНАЛАХ НАЧАЛА XX ВЕКА Первый номер журнала «Аполлон» за 1909 г. начинался, по сути, с программного заявления редакции журнала...  Система охраняемых территорий в США Изучение особо охраняемых природных территорий(ООПТ) США представляет особый интерес по многим причинам... Не нашли то, что искали? Воспользуйтесь поиском гугл на сайте:
|
