Какое количество информации содержится один разряд двоичного числа
Примером непрерывного сигнала является
1) байт;
2) человеческая речь;
3) буква;
4) текст.
7) Вид хранимой информации в Access определяет:
1) тип соответствующего поля данных;
2) устойчивость структур данных;
3) связи между данными;
4) вложенность структур данных.
8) Для временного хранения информации используется:
1) ПЗУ;
2) оперативная память (ОЗУ);
3) монитор;
4) адаптер.
9) Информационный запрос — это:
1) сигнал или сообщение оператору о необходимости ввода данных;
2) запрос к информационной системе, содержащий условие на поиск и выборку данных;
3) входное сообщение с требованием выделения необходимых ресурсов;
4) необработанное обращение к операционной системе
10) Информационная технология автоматических обучающих систем — это:
1) система, управляющая работой станка с числовым программным управлением;
2) система, помогающая учащимся осваивать новый материал, контролирующая знания;
3) программно-аппаратный комплекс, в котором научные приборы сопряжены с компьютером, который производит обработку данных и представляет их в удобной форме;
4) комплекс технических и программных средств, организующих управление впроизводстве или общественной сфере.
11) Информационная технология ___________, где с помощью телекоммуникационной связи осуществляется передача и обработка на компьютере изображения и звука:
1) отладчика программного обеспечения;
2) мультимедиа;
3) раскопок данных (data mining);
4) работы текстового редактора.
12) Современный принцип построения информационных систем управления:
1) совершенствование математических моделей системы;
2) распределенность информационных ресурсов и текстология клиент-сервер;
3) персонализация и автоматизация рабочего места;
4) массовая разработка прикладных программ для управленческого персонала.
13) Какое высказывание наиболее точно определяет понятие модель:
1) точная копия оригинала;
2) оригинал в миниатюре;
3) образ оригинала с наиболее присущими ему свойствами;
4) начальный замысел будущего объекта.
14) Компьютерное моделирование — это:
1) процесс построения модели компьютерными средствами
2) процесс исследования объекта с помощью его компьютерной модели;
3) построение модели на экране компьютера;
4) решение конкретной задачи с помощью компьютера.
15) Последовательность этапов моделирования:
1) цель, объект, модель, метод, алгоритм, программа, эксперимент, анализ, уточнение;
2) цель, модель, объект, алгоритм, программа, эксперимент, анализ, уточнение;
3) объект, цель, модель, эксперимент, программа, анализ, тестирование;
4) объект, модель, цель, алгоритм, метод, программа, эксперимент.
16) Модель — это замещение исследуемого объекта другим объектом, отражающим:
1) все стороны данного объекта;
2) некоторые стороны данного объекта;
3) существенные стороны данного объекта;
4) несущественные стороны данного объекта.
17) Модель содержит информации:
1) столько же, сколько и моделируемый объект;
2) меньше, чем моделируемый объект;
3) больше, чем моделируемый объект;
4) не содержит информации.
18) Под утечкой информации понимается:
1) процесс раскрытия секретной информации;
2) процесс уничтожения информации;
3) непреднамеренная утрата носителя информации
4) несанкционированный процесс переноса информации от источника к злоумышленнику
19) Антивирусные средства предназначены:
1) для тестирования системы;
2) для защиты программ от вируса;
3) для проверки программ на наличие вируса и их лечения;
4) для мониторинга системы.
20) Вирусы распространяются:
1) при выполнении исполняемого файла;
2) при чтении файла;
3) при сохранении файла;
4) при копировании файла.
21) Вирусы могут быть:
1) загрузочными;
2) мутантами;
3) невидимками;
4) дефективными
5) логическими
Выберите вариант, в котором объемы памяти расположены в порядке возрастания.
1) 10 бит, 20 бит, 2 байта, 1 Кбайт, 1010 байт
2) 10 бит, 2 байта, 20 бит, 1 Кбайт, 1010 байт
3) 10 бит, 2 байта, 20 бит, 1010 байт, 1 Кбайт
4) 10 бит, 20 бит, 2 байта, 1010 байт, 1 Кбайт
Какое количество информации содержит 1 разряд двоичного числа
1) 1 байт
2) 3 бита
3) 4 бита
4) 1 бит
24) Как записывается десятичное число 4 в двоичной системе исчисления?
1) 101
2) 110
3) 111
4) 100
25) Один байт равен:
1) 12 пикселам
2) 16 герцам
3) 8 битам
4) 16 битам
Статьи к прочтению:
- Какое устройство в составе микропроцессора формирует набор управляющих сигналов для всех других устройств микропроцессора
- Как определить, насколько оптимальной является подготовленная нами производственная программа?
Математика 4 класс. 1 сентября. Разряды чисел.
Похожие статьи:
Формула количества информации
Основная задача передачи информации состоит в воспроизведении в некотором месте сообщения, выбранного для передачи в другом месте. Смысл, передаваемого…
Какие науки изучают информацию?
Конспект лекций ВВЕДЕНИЕ Основная задача курса Информатика — познакомить студентов с основами современных информационных технологий. Знание возможностей…
Источник
Информация и её двоичное кодирование
- Информация. Количество информации.
Информация является ключевым понятием в курсе
информатики. Слово information латинского происхождения и означает сведение,
разъяснение, ознакомление. Можно выделить несколько подходов к определению
этого понятия.
В быту слово применяется как «сведения», «сообщения»,
«осведомления о положении дел».
В кибернетике (науке об управлении) слово используется
для характеристики управляющих сигналов.
В философии это понятие тесно связано с таким понятием
как «взаимодействие» и «познание».
В информатике понятие «информация» вводится как мера
уменьшения неопределённости. Такой подход позволяет количественно измерять
информацию.
æ За единицу количества информации принята информация, которая посылает в компьютер один электрический сигнал в виде числа 1
или 0. Такая
единица информации названа бит.
Количество
двоичных различных чисел можно определить по формуле:
N = 2 n, где n – разрядность числа (кода), N –
количество чисел с такой разрядностью (кодов)
Например;
11110000 – код 8-ми разрядный
n = 8, количество таких кодов N = 2 8 =
256,
256 – всего
восьмиразрядных кодов.
Вопросы и задания
1.
Что принято за единицу измерения количества информации?
2.
Какое количество информации несёт один разряд двоичного
числа? Два разряда? Три разряда?
3.
Какое количество двоичных чисел можно записать с
помощью четырёхразрядных кодов?
4.
Какое количество кодов используется при кодировании информации 16-, 32- разрядной
ЭВМ.
5.
При кодировании цвета используют 4- разрядные коды,
какое количество цветов при настройке ПК предлагается пользователю?
6.
Оттенки цветовой гаммы True Color кодируются
16777216 кодами. Какой разрядности коды используются?
1. Единицы
измерения количества информации.
В информатике наиболее
употребляемой единицей измерения количества информации является байт,
причём 1 байт = 8 бит Компьютер оперирует двоичной системой счисления,
поэтому в кратных единицах измерения используется коэффициент 2 10 =
1024.
1 Кбайт = 2 10 байт = 1024 байта
1 Мбайт = 2
10 Кбайт
= 1024 Кбайт
1 Гбайт =
2 10 Мбайт = 1024 Мбайт
Вопросы и задания
1.
С помощью стандартной программы Windows Калькулятор вычислите:
·
Сколько бит в одном килобайте?;
·
Сколько
байт в одном Гигабайте?
2.
Заполните таблицу. Вычисления выполнить с помощью приложения Калькулятор,
ответ записать с точностью до сотых.
Единицы измерения Носители информации | Байт | Кбайт | Мбайт | Гбайт |
Ячейка памяти 8 – разрядной ЭВМ | 1 | |||
Страница документа формат А4 | 32 | |||
Гибкий магнитный | 1,44 | |||
CD – ROM | 700 |
3.
Сколько страниц формата А4, полностью записанных, можно
сохранить на гибком диске, объёмом памяти 1,38 Мбайт?
4.
Можно ли 30 страниц курсового проекта сохранить в
памяти на жёстком диске вашего компьютера?
2. Двоичное
кодирование информации.
Компьютер может обрабатывать числовую, текстовую,
графическую, звуковую и видео информацию.
Все виды информации
кодируются в последовательности электрических импульсов, т.е. в
последовательность нулей и единиц.
Вид информации |
числовая |
текстовая |
графическая |
звуковая |
видео |
Числовую
информацию компьютер обрабатывается
двоичной системе счисления. Таким образом, числа в компьютере представлены в виде
последовательности нулей и единиц (0, 1) или битов. Восьми разрядная ЭВМ может
обрабатывать максимальное число – 11111111 2 (вычислите какому числу
в десятичной системе счисления соответствует данное двоичное число).
Разрядность процессора росла, появились 16 -, 32 -, 64
– разрядные процессоры для ЭВМ, соответственно росла и величина максимального
числа, обрабатываемого за один такт.
В настоящее время большая часть ПК занято обработкой
текстовой информацией.
æ При двоичном кодировании текстовой информации каждому символу
ставится в соответствии своя уникальная последовательность из 0 и 1, свой
уникальный двоичный код от 00000000 до 11111111 (десятичный код от 0 до 255).
Графическая
информация на экране монитора
представлена в виде изображения, которое формируется из (пикселей) точек.
Чёрно-белое изображение без градаций серого цвета может иметь два состояния –
«черная» или «белая». Для хранения состояния необходим 1бит.
Цветные изображения могут иметь различную глубину
цвета (бит на точку: 4, 8, 16, 24).
Глубина цвета (n) | Количество отображаемых цветов (N) |
4 | 2 4 = 16 |
8 | 2 8 = 256 |
16 (High Color) | 2 16 = 65536 |
24 (True Color) | 2 24 = 16777216 |
æ Графический режим вывода изображения на экран определяется разрешающей способностью экрана и глубиной цвета. Полная информация
обо всех точках, хранящихся в видеопамяти, называется битовой картой изображения.
Современные компьютеры обладают такими
техническими характеристиками, которые
позволяют обрабатывать и выводить на экран, так называемое «живое видео», т.е.
видеоизображение естественных объектов. Видео формируется из отдельных кадров.
Частота кадров 25 герц, т.е. за одну секунду сменяется 25 кадров.
С начала 90-х годов ЭВМ получили возможность работать
со звуковой информацией. Звуковой
сигнал – это непрерывная волна с изменяющейся амплитудой и частотой.
Непрерывный звуковой сигнал превращают в последовательность электрических
сигналов.
æ При двоичном кодировании непрерывного звукового сигнала он
заменяется серией отдельных
выборок – отсчётов.
Современные звуковые карты могут обеспечить
кодирование 65536 различных уровней сигнала или состояний, обеспечивают 16 –
битное кодирование звука. При каждой выборке значении амплитуды звукового
сигнала присваивается 16 – битный код.
Вопросы и задания
1.
Какое число в десятизначной системе счисления может
обрабатывать 16–разрядная ЭВМ, например 11110000111100002 ?
2.
Какое максимальное число в десятизначной
системе счисления может обрабатывать 16 – разрядная ЭВМ?
3.
Как кодируются символы текста?
4.
Используя Таблицу
символов, запишите последовательность десятичных числовых кодов в кодировке
Windows (CP1251)
для слова компьютер.
5.
Используя Блокнот,
определите какие слова в кодировке Windows (CP1251)
заданы последовательностью числовых кодов:
·
225,
224, 233, 242.
·
11011101, 11000010, 11001100.
6. Закодируйте
двоичными кодами своё полное имя, используя Таблицу символов и Блокнот.
7. Найдите
объём видеопамяти для различных графических режимов. Заполните таблицу.
Режим экрана | Глубина цвета (бит на точку) | |||
4 | 8 | 16 | 24 | |
640 на 480 | 150 Кбайт | |||
800 на 600 | 938 Кбайт | 1,4 Мбайт | ||
1024 на 768 | 1,5 Мбайт | |||
1280на1024 | 640 Кбайт | 1,25 Мбайт | ||
8.
В последние время используется графический режим с глубиной цвета 32 бит.
Определите:
- Какое
количество цветов отображается на экране при этой глубине цвета? - Какой
объём видеопамяти необходим для реализации данной глубины цвета при
различных разрешающих способностях экрана?
9. Какое количество информации содержится в следующей картинке,
напечатанной компьютером?
*****
*******
******
***
*
***
*****
***********
* ******** * ** * *
****** ***** *
***** **********************
* * * *
10. Юстасу необходимо
открытым текстом передать сообщение:
Дорогой Алекс!
От всей души поздравляю тебя с Новым
годом. Желаю тебе всего наилучшего. Твой Юстас.
Пеленгатор определяет место передачи, если она длится не
менее 3 мин. Какой скоростью ( в битах в секунду) должен передать Юстас
радиограмму?
11.Сколько двоичных цифр (бит) необходимо чтобы закодировать
одну оценку?
12.Человек способен различать примерно 100 градаций цвета.
Сколько бит необходимо, чтобы их закодировать?
Источник
Для полноты понимания работы микроконтроллера необходимо четко знать, что такое бит и байт, а также уметь применять различные системы счисления.
Основным вычислительным ядром любого микроконтроллера является микропроцессор. Именно он выполняет обработку команд или же кода, написанного программистом.
Упрощенно работу микропроцессора можно представить следующим образом. Сначала выполняется считывание данных из определенной ячейки памяти, далее выполняется их обработка и затем возвращение результата назад в ячейку памяти. Следовательно, для того, чтобы микропроцессор мог выполнять свои функции необходимо наличие памяти. Иначе ему неоткуда будет считывать данные, а затем некуда помещать результаты вычислений.
Давайте кратко рассмотрим алгоритм работы микропроцессора (МП) на примере сложения двух цифр.
- Сначала МП считывает значение одного числа по указанному адресу ячейки памяти.
- Далее он считывает другое значение из второй ячейки.
- Складывает оба значения.
- Возвращает их суму в ячейку памяти.
Вот такой монотонной работой занимаются микропроцессоры. Для выполнения одной команды ему необходимо выполнить четыре операции. Однако современные МП выполняют более 1 000 000 000 операций за одну секунду. Микроконтроллеры же выполняют более 1 000 000 операций, чего, как правило, предостаточно для такого крохотного устройства.
Данные, с которыми оперирует микропроцессор, представляют собой набор цифр. Поэтому нашей целью является рассмотреть, какие цифры, а точнее системы счисления “понимает” микроконтроллер.
Десятичная система счисления
Десятичная система счисления нам очень близка и понятна. Возникла она очень давно, когда у людей впервые возникал необходимость подсчета чего-либо, например количества дней или определённых событий. Поскольку в те давние времена не было каких-либо технических устройств, то люди использовали для счета пальцы рук. Загибая или разгибая пальцы можно получить десять комбинаций, что очень просто и наглядно.
Математически данная она состоит из десяти разных символов 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, поэтому она и называется десятичной. С помощью указанных символов легко отобразить любое число.
Основанием десятичной системы является 10. Когда при счете использованы все знаки от 0 до 9, то, чтобы продолжить дальнейший счет, необходимо вместо символа 9 поставить символ 0, т. е. обнулить предыдущее значение, а слева от нуля записать символ 1. И так можно продолжать счет до бесконечности, прибавляя слева от текущей позиции цифры последующую.
Каждая позиция цифры имеет свой вес. Наименьший вес имеет позиции, находящаяся в крайнем правом положении. По мере перемещения слева на право, вес позиции возрастает.
Например, число 2345 имеет 4 позиции. В крайней левой позиции отображаются единицы, в данном случае 5 единиц, а степень 10 имеет нулевое значение. Далее вес позиции увеличивается. Следующее значение, расположенное слева от предыдущего, уже содержит десятки, а 10 имеет степень 1, поэтому во второй позиции числа 2345 четыре десятка.
Далее перемещаемся по разрядам 2345 справа налево и увеличиваем степень 10 еще на одну единицу, т. е. имеем 102. Соответственно получаем три сотни. И последняя цифра, она же первая по счету, если считать слева на право, имеет наибольший вес для, т. е. 103, и поэтому имеем 2000. Чтобы получить окончательный результат, следует сложить количество значений цифр всех позиций.
Двоичная система счисления
Двоичная система счисления оперирует всего лишь двумя символами и 1. Она повсеместно применяется в цифровой технике, поскольку очень удачно сочетается с двумя устойчивыми состояниями электрической цепей: включено и выключено либо есть сигнал и нет сигнала. Также нулем еще обозначают сигнал низкого уровня, а единицей – высокого.
Порядок записи двоичного числа полностью соответствует десятичному. Веса позиций также возрастают справа налево. Только основанием является 2, а не 10.
Чтобы отличать двоичную систему от десятичной в цифровой технике используют индекс 2 и 10 соответственно:
11012 – двоичное;
110110 – десятичное.
При написании кода программы для обозначения двоичного значения перед ним ставится префикс b, например 0b11010101. Если записывается десятичное, то перед ним ничего не ставится.
b11010101 – двоичное;
11010101 – десятичное.
Бит и байт
Двоичная система счисления также используется при хранении и обработке информации.
Вся информация цифровых запоминающих устройств хранится в памяти. Память представляет собой набор ячеек.
Каждая ячейка содержит один бит данных. Бит – это единица измерения объема памяти. В одном бите можно запоминать максимум два значения: 0 – это одно значение, а 1 – второе.
Bit происходит от двух английских слов Binary Digit (двоичное число).
При работе с битами регистров микроконтроллера мы будем часто обращаться к таким понятиям, как старший и младший биты. Эти понятия строго регламентированы. В двоичной системе разряд, который имеет самую правую позицию, получил название младший значащий бит (МЗБ). В англоязычной литературе его называют Least Significant Bit (LSB). Именно с него начинается нумерация битов.
Наибольший вес имеет бит, находящийся в самой левой ячейке памяти. Его принято называть старший значащий бит (СЗБ) или Most Significant Bit – MSB.
Более емкой единицей информации является байт (byte). Он равен 8 битам, т. е. восемь элементарных ячеек памяти составляют один байт.
1 байт = 8 бит
В одном бите можно хранить только два разных значения или две комбинации. А в 1 байте можно хранить 256 различных комбинаций. Ровно столько же символов содержится в таблице кодировки ASCII. Но об этом в другой раз.
На практике пользуются большими значениями объёма памяти килобайтами, мегабайтами, гигабайтами и терабайтами.
1 килобайт (кБ) = 1024 байт
1 мегабайт (МБ) = 1024 кБ
1 гигабайт (ГБ) = 1024 МБ
1 терабайт (ТБ) = 1024 ГБ
Преобразование десятичного числа в двоичное
На практике программисты часто пользуются несколькими системами счисления. Поэтому следует научиться переводить числа из десятичной системы в двоичную. Здесь можно выделить два простых способа. Рассмотрим их по порядку.
Первый способ заключается в том, что десятичное число непрерывно делится на два. При этом учитывается полностью ли оно разделилось или с остатком. Если значение делится без остатка, как например 4/2 = ровно 2 или 6/2 = ровно 3, то записывается ноль, а если с остатком, как 3/2 или 5/2, то записывается единица.
Теперь давайте переведем число 125 в двоичную форму.
125/2 = 62 остаток 1
62/2 = 31 остаток 0
31/2 = 15 остаток 1
15/2 = 7 остаток 1
7/2 = 3 остаток 1
3/2 = 1 остаток 1
1/2 = 0 остаток 1
Получаем двоичное число 11111012
Я надеюсь здесь понятно, что если 1 разделить на 2, то математически ноль никак не получится, однако такой подход позволяет объяснить данный алгоритм.
Еще один пример.
84/2 = 42 остаток 0
42/2 = 21 остаток 0
21/2 = 10 остаток 1
10/2 = 5 остаток 0
5/2 = 2 остаток 1
2/2 = 1 остаток 0
1/2 = 0 остаток 1
Результат 10101002
Второй способ
Второй способ имеет такую идею. С изначального числа нужно вычесть число в степени два, которое будет меньше заданного значения. Для ускорения процесса преобразования воспользуемся следующей таблицей.
Давайте преобразуем 125.
Наибольшая степень числа 2 меньшая значения 125 равна 6, т.е. 26. Два в шестой степени равно 64. В 6-й бит записываем единицу. Теперь от 125 отнимаем 64 и получаем 61. Ближайшая степень двойки является 5, т. е. число 32. Следовательно, 5-й бит также находится в единице. Отнимаем от 61 значение 32 и получаем 29. 4-й бит, который соответствует числу 16, также находится в единице. 29 – 16 = 13, поэтому и 3-й бит = 1. 13 – 8 = 5. Отсюда видно, что и второй бит находится в единице. Далее от 5 отнимаем 4 и получаем единицу. Поскольку 1-й бит равен двум (21 = 2), а два менее единицы, то в него записываем ноль. Нулевой бит равен одному (20 = 1), поэтому в него заносим единицу. В итоге получаем следующее двоичное число: 11111012.
Следует обратить особое внимание на то, что нумерация битов, во-первых, выполняется справа налево, а во-вторых начинается с нуля! Это несколько непривычно, поскольку в десятичной системе счисления счет принято начинать с единицы. Однако в цифровой технике счет всегда идет с нуля! К этому следует приучить себя заранее, так как при написании программ для микроконтроллеров мы все время будем начинать счет битов с нуля. В дальнейшем вы такому счету быстро привыкнете, поскольку и в техническом описании МК строго соблюдается данное правило.
Преобразование двоичного числа в десятичное
Преобразование двоичного числа в десятичное выполняется довольно просто. Для этого следует сложить десятичные веса всех двоичных разрядов, в которых имеются единицы. Биты, в которых записан ноль, пропускаются. В качестве примера возьмем такое значение: 10101101. Нулевой, второй, третий, пятый и седьмой биты имеют единицы. Получаем: 20 + 22 + 23 + 25 + 27= 1 + 4 +8 + 32 + 128 = 173.
101011012 = 17310
В таблицах, приведенных ниже, наглядно показано перевод чисел из двоичной в десятичную систему счисления.
Еще пример.
Шестнадцатеричная система счисления
В программировании микроконтроллеров очень часто пользуются шестнадцатеричными числами. Данная система счисления имеет основание 16, соответственно и 16 различных символов. Первые десять символов 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 заимствованы из десятеричной системы. В качестве оставшихся шести символов применяются буквы A, B, C, D, E, F.
0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F
Высокая популярность шестнадцатеричной системы счисления поясняется тем, что при отображении одного и того же значения используется меньше разрядов по сравнению с десятичной системой и тем более с двоичной. Например, при отображении 100 используется три десятичных разряда 10010 или 7 двоичных разрядов 11001002 и только 2 шестнадцатеричных разряда 6416.
10010 = 11001002 = 6416
А если записать 1000000, то разница в количестве занимаемых разрядов буде еще более ощутима:
1 000 00010 = 1111 0100 0010 0100 00002 = F424016
Преобразование двоичного числа в шестнадцатеричное
Еще одним положительным свойством шестнадцатеричного числа является простота получение его из двоичного. Такое преобразование выполняется следующим образом: сначала двоичное число разбивается на группы по четыре быта или на полубайты, которые еще называют тетрадами. Если количество битов не кратно четырем, то их дополняют нулями. Далее следует сложить значение всех битов в каждом полубайте. Сумма каждого полубайта даст значение отдельной цифры шестнадцатеричного числа.
Другие системы счисления
В цифровой технике также применяется восьмеричная система счисления, но она не нашла применения в микроконтроллерах.
Теоретические можно получить бесконечное значение систем счисления: троичную, пятиричную и даже сторичную, т.е. с любым основанием. Однако практической необходимости в этом пока что нет.
Наиболее простой и быстрый способ преобразования чисел с одной системы счисления в другую – это применение встроенного в операционную систему калькулятора. Найти его можно следующим образом: Пуск – Все программы – Стандартные – Калькулятор.
Чтобы перейти в «нужный» режим следует кликнуть по вкладке Вид и выбрать Программист или нажать комбинацию клавиш Alt+3.
В открывшемся окне можно вводить двоичные, восьмеричные, шестнадцатеричные и десятичные числа, выбрав соответствующий режим. Кроме того можно выполнять различные математические операции между ними.
В дальнейшем, при написании кода программы мы часто будем обращаться к данному калькулятору. Кроме того, опытные программисты любят использовать шестнадцатеричные числа, а нам проще будет понять двоичный код, поэтому калькулятор в помощь)
Источник