واحدهای اندازه گیری مقدار و حجم اطلاعات.

ن- فرمول هارتلی

در یک کامپیوتر، کوچکترین واحد اطلاعات است بیت. نمایش هر بیت به نوع رسانه ذخیره سازی بستگی دارد. روی کاغذ، یک بیت با یک یا صفر نشان داده می شود. حافظه داخلیاین مربوط به یکی از دو حالت عنصر سلول است. در یک سطح مغناطیسی، این یک نقطه است (مغناطیسی یا غیر مغناطیسی)، و در سطح یک دیسک نوری، این مربوط به وجود یا عدم وجود فرورفتگی است. هر اطلاعاتی با یک ترکیب خاص کدگذاری می شود. کاراکترهای باینری

مقدار اطلاعات.

از آنجایی که هر بیت می تواند یکی از دو مقدار (0 یا 1) را داشته باشد، پس دنباله ای از بیت های i می تواند N=2 ͥ مقادیر مختلف => برای هر الفبای N رقمی (یعنی متشکل از N کاراکتر) بگیرد. ، تعداد بیت های گربه. برای نمایش هر یک از این کاراکترها با فرمول i = log2 N محاسبه می شود. این مقدار به عنوان مقدار اطلاعات موجود در یک پیام شامل یک کاراکتر از الفبای رقمی N در نظر گرفته می شود. قدرت تعداد کاراکترهای الفبا است. از فرمول هارتلی چنین برمی‌آید که مقدار اطلاعات موجود در یک پیام متشکل از کاراکترهای M (پیام m-bit)، زمانی که هر کاراکتر به احتمال یکسان از الفبای با توان N گرفته شده است، برابر با i = m*log2 N است.

مثلا:

11 کاراکتر در کلمه INFORMATICS وجود دارد، i.e. m=11. اگر از الفبای 32 کاراکتری استفاده شود، آنگاه به دست می آوریم: i=11* log2 32 = 11*5 = 55.

مقدار اطلاعات

بر خلاف کمیت، مقدار اطلاعات ثبت شده با کاراکترهای باینری در حافظه کامپیوتر یا در رسانه های خارجی با تعداد کاراکترهای باینری مورد نیاز برای چنین ضبطی محاسبه می شود. به طور معمول، کوچکترین واحد اطلاعات مورد استفاده، یک بایت متشکل از 8 بیت است => هر بایت می تواند 256 (2^8) مقدار متفاوت داشته باشد، که کوچکترین آن 00000000 و بزرگترین آن 11111111 است. بایت ها بسته به هدف در مجموعه های بزرگتر ترکیب می شوند. استفاده (ورودی، خروجی و غیره). واحدهای اندازه گیری بزرگتر (KB، MB و GB) نیز برای اندازه گیری مقدار حافظه استفاده می شود. انتقال از یک واحد اندازه گیری کوچکتر به یک واحد بزرگتر با استفاده از ضریب 2^10 = 1024 انجام می شود.

1 کیلوبایت = 1024 بایت

1 مگابایت = 1024 کیلوبایت

1 گیگابایت = 1024 مگابایت

برای اندازه گیری حافظه بزرگتر، استفاده کنید ترابایت (Tb) = 1024 گیگابایت؛ و پتابایت (Pb) = 1024 ترابایت.

هر اطلاعاتی در رایانه ارائه می شودبه عنوان دنباله ای از بایت ها، در حالی که چیزی در خود بایت ها وجود ندارد که به آنها به عنوان اعداد، متن یا داده های دیگر تلقی شود. به هر حال اطلاعات کدگذاری شده استبه شکل دنباله های صفر و یک، یعنی. اعداد باینری اعداد صحیح مثبت آنها تفسیر (فهم)بستگی به این دارد که کدام برنامه و چه عملی را در یک لحظه معین و خاص انجام می دهد. اگر قرار باشد برنامه با اعداد کار کند، بایت ها به عنوان اعدادی نمایش داده می شوند که عملیات حسابی روی آنها اعمال می شود.

سیستم های اعداد

عدد نشانه ای است که مقدار معینی از چیزی را نشان می دهد.

چنین علائمی بر اساس قوانینی که سیستم اعداد را تشکیل می دهند نوشته می شوند. اعداد با استفاده از کاراکترهای خاصی که با یکدیگر متفاوت هستند نوشته می شوند که نامیده می شوند شماره. سیستم های مختلفی (غیر موقعیتی و موقعیتی) وجود دارد. در سیستم های غیر موقعیتیمعنای هر رقم به محل آن در عدد بستگی ندارد.

مثلا:

در سیستم رومی، V پنج، L پنجاه، X ده است. عیب چنین سیستم هایی دشواری نوشتن اعداد و فقدان قوانین استاندارد است.

در سیستم های اعداد موقعیتیمعنای یک رقم به مکان آن در عدد بستگی دارد و علامت گذاری اعداد و قوانین انجام عملیات حسابی با آنها استاندارد و رسمی می شود. در این سیستم اعداد، شمارهمختصر مبلغ است.

مثلا:

عدد دنباله ای از ضرایب در توان 10 است. عدد 10 را پایه می نامند. سیستم اعشاریحساب کردن اگر عدد دیگری را به عنوان مبنا قرار دهیم، سیستم اعداد متفاوتی دریافت می کنیم.

سیستم اعداد موقعیتی با مقدار پایه و مجموعه اعداد داده می شود. پایه ها برابر با تعداد ارقام هستند. حداقل صفر، هر کدام بعدی بیشتر از قبلی. هر کمیتی را می توان به عنوان یک عدد در سیستم های اعداد مختلف نشان داد و این نمایش ها یک به یک متناظر با یکدیگر خواهند بود که نشان دهنده همان کمیت هستند.

(10.10.2012)

برای مثال، نمایش اعداد را در سیستم اعداد هگزادسیمال در نظر بگیرید. سپس پایه 16 است. اعداد: می توانیم ده رقم اول (از 0 تا 9) را از سیستم اعداد اعشاری قرض بگیریم، شش رقم باقی مانده مربوط به مقادیر عددی از 10 تا 15 با A، B، C نشان داده می شود. , D, E, F. در این مورد A = عدد 10، B = عدد 11 و غیره. F = عدد 15. ما مجبور به انجام چنین تعیینی هستیم زیرا نمی توان اعداد را با استفاده از اعداد دیگر تعیین کرد.

محاسبات در هر سیستم عددی به همان روشی انجام می شود که در سیستم اعشاری انجام می شود، فقط باید بزرگی پایه را در نظر بگیرید. مثلا: 15+14=31 (سیستم اکتالمحاسبه). در یک کامپیوتر، تمام داده ها در سیستم باینری نمایش داده می شوند. مثلا:

چهار بیت نشان دهنده 16 است اعداد اعشاری(از 0 تا 15). سیستم اعداد هگزا دسیمال به عنوان مختصر برای مشاهده یا اصلاح داده های باینری استفاده می شود. برنامه ها ، با ارائه کار "مستقیم" یک شخص با داده های ذخیره شده در حافظه رایانه ، هنگام تعامل با یک شخص ، آنها به طور خودکار نمایش باینری داده ها را به هگزادسیمال و بالعکس تبدیل می کنند.

هر داده ای که در یک بایت نوشته شود با دو رقم هگزا دسیمال نشان داده می شود که اولی مربوط به چهار بیت اول و دومی به چهار بیت دوم است. این دلیل استفاده از سیستم هگزادسیمال است.

برای نمایش اطلاعات در حافظه کامپیوتر (اعم از عددی و غیر عددی)، از روش رمزگذاری باینری استفاده می شود.

سلول ابتدایی حافظه کامپیوتر دارای طول 8 بیت (بایت) است. هر بایت شماره مخصوص به خود را دارد (نامیده می شود نشانی). بزرگترین دنباله بیت هایی که یک کامپیوتر می تواند به طور کلی پردازش کند نامیده می شود کلمه ماشینی. طول کلمه ماشین بستگی به طول کلمه پردازنده دارد و می تواند 16، 32، 64 بیت و غیره باشد.

رمزگذاری اعشاری باینری

در برخی موارد، هنگام نمایش اعداد در حافظه رایانه، از یک "سیستم اعداد" مختلط باینری-اعشاری استفاده می شود، که در آن یک نیبل (4 بیت) برای ذخیره هر رقم اعشاری مورد نیاز است، و ارقام اعشاری از 0 تا 9 با مربوطه نشان داده می شوند. اعداد باینری از 0000 تا 1001. به عنوان مثال، فرمت اعشاری بسته بندی شده، طراحی شده برای ذخیره اعداد صحیح با 18 رقم قابل توجه و اشغال 10 بایت در حافظه (که بالاترین آن علامت گذاری شده است)، از این نوع استفاده می کند.

نمایش دو از اعداد صحیح

راه دیگر برای نشان دادن اعداد صحیح است کد اضافی. محدوده مقادیر به تعداد بیت های حافظه اختصاص داده شده برای ذخیره سازی آنها بستگی دارد. به عنوان مثال، مقادیر از نوع Integer (همه نام های نوع داده در اینجا و در زیر به شکلی ارائه می شوند که در زبان برنامه نویسی Turbo Pascal پذیرفته شده اند. زبان های دیگر نیز چنین انواع داده ای دارند، اما ممکن است نام های دیگری داشته باشند. ) از -32768 (-2 15) تا 32767 (2 15 - 1) و 2 بایت (16 بیت) برای ذخیره سازی آنها اختصاص داده شده است. نوع LongInt - در محدوده -2 31 تا 2 31 - 1 و در 4 بایت (32 بیت) قرار می گیرند. نوع کلمه- در محدوده 0 تا 65535 (2 16 - 1) (2 بایت استفاده می شود) و غیره.

همانطور که از مثال ها مشاهده می شود، داده ها را می توان به این صورت تفسیر کرد شماره های امضا شده، و بدون امضا. در مورد نمایش یک کمیت با علامت، سمت چپ ترین (بالاترین) رقم اگر حاوی صفر باشد یک عدد مثبت و اگر حاوی یک باشد منفی است.

به طور کلی، بیت ها از راست به چپ شماره گذاری می شوند و از 0 شروع می شوند. شماره گذاری بیت ها در یک کلمه ماشینی دو بایتی در زیر نشان داده شده است.

کد اضافیعدد مثبت همان عدد آن است کد مستقیم. کد مستقیم یک عدد صحیح را می توان به صورت زیر بدست آورد: عدد به سیستم اعداد باینری تبدیل می شود و سپس نماد باینری آن در سمت چپ با تعداد صفرهای ناچیز که برای نوع داده ای که عدد به آن تعلق دارد، اضافه می شود.

به عنوان مثال، اگر عدد 37 (10) = 100101 (2) به عنوان یک مقدار صحیح ( امضا 16 بیتی، کد مستقیم آن 0000000000100101 خواهد بود و اگر مقدار LongInt را تایپ کنید ( امضا شده 32 بیتی، سپس کد مستقیم آن خواهد بود. برای نماد فشرده تر، نمایش هگزادسیمال کد اغلب استفاده می شود. کدهای به دست آمده را می توان به ترتیب به صورت 0025 (16) و 00000025 (16) بازنویسی کرد.

کد اضافی یک عدد صحیح منفی را می توان با استفاده از الگوریتم زیر بدست آورد:

1. کد مستقیم ماژول شماره را بنویسید.
2. آن را معکوس کنید (یک ها را با صفر، صفر ها را با یک ها جایگزین کنید).
3. یکی را به کد معکوس اضافه کنید.

برای مثال، بیایید کد مکمل این دو را 37- بنویسیم و آن را به عنوان یک مقدار LongInt (32 بیت امضا شده) تفسیر کنیم:

1. یک کد مستقیم برای شماره 37 وجود دارد.
2. کد معکوس؛
3. کد اضافی یا FFFFFFDB (16) .

هنگام به دست آوردن یک عدد با کد اضافی آن، ابتدا باید علامت آن را تعیین کنید. اگر عدد مثبت شد، به سادگی کد آن را به یک سیستم اعداد اعشاری ترجمه کنید. در مورد عدد منفی باید الگوریتم زیر اجرا شود.

سخنرانی شماره 1 "مفهوم اطلاعات، ویژگی های عمومیفرآیندهای جمع آوری، انتقال، پردازش و انباشت اطلاعات"

اطلاعات انواع وجود اطلاعات. ویژگی های اطلاعاتی نمایش داده ها در کامپیوتر نشانه گذاری. سیستم های اعداد موقعیتی تبدیل اعداد از یک سیستم اعداد به سیستم دیگر. رمزگذاری اطلاعات واحدهای اندازه گیری اطلاعات انتقال اطلاعات. پردازش داده ها. ذخیره سازی داده ها حافظه مغناطیسی حافظه نوری

اطلاعات

مدت، اصطلاح "اطلاعات"از کلمه لاتین می آید "اطلاعات"که به معنی اطلاعات، شفاف سازی، ارائه است. با وجود استفاده گسترده از این اصطلاح، مفهوم اطلاعات یکی از بحث برانگیزترین ها در علم است. در حال حاضر، علم در تلاش برای یافتن ویژگی ها و الگوهای مشترک ذاتی یک مفهوم چند وجهی است. اطلاعات، اما تاکنون این مفهوم تا حد زیادی شهودی باقی مانده است و پرهای معنایی مختلفی را در شاخه های مختلف فعالیت انسانی دریافت می کند.

مثلا در زندگی روزمره , اطلاعات به هر داده یا اطلاعاتی اشاره دارد که مورد علاقه کسی است. "آگاه کردن"به این معنا یعنی "چیزی بگو,قبلا ناشناخته".

نوربرت وینر، "پدر" سایبرنتیک، تصور علمی مدرن از اطلاعات را بسیار دقیق فرموله کرد. یعنی: اطلاعات عبارت است از تعیین محتوای دریافتی از دنیای خارج در فرآیند انطباق ما با آن و انطباق احساسات ما با آن.

افراد اطلاعات را در قالب پیام رد و بدل می کنند. پیام نوعی نمایش اطلاعات در قالب گفتار، متون، حرکات، نماها، تصاویر، داده های دیجیتال، نمودارها، جداول و غیره است.

در مواردی که می گویند در مورد کار خودکار با اطلاعات از طریق هر دستگاه های فنی, معمولاً اولین چیزی که آنها به آن علاقه دارند محتوای پیام نیست، بلکه تعداد کاراکترهای این پیام است.

در رابطه با پردازش داده های رایانه ای، اطلاعات به عنوان یک توالی معین از نام های نمادین (حروف، اعداد، تصاویر و صداهای گرافیکی رمزگذاری شده و غیره) درک می شود که بار معنایی را حمل می کنند و به شکلی قابل درک برای رایانه ارائه می شوند. هر کاراکتر جدید در چنین دنباله ای از کاراکترها، حجم اطلاعات پیام را افزایش می دهد.

انواع وجود اطلاعات

اطلاعات ممکن است به شکل زیر باشد:

متن ها، نقاشی ها، نقاشی ها، عکس ها;

نور یا سیگنال های صوتی;

امواج رادیویی؛

تکانه های الکتریکی و عصبی؛

سوابق مغناطیسی؛ و غیره.

اشیاء، فرآیندها، پدیده های یک خاصیت مادی یا غیر مادی که از نقطه نظر ویژگی های اطلاعاتی آنها در نظر گرفته می شوند، اشیاء اطلاعاتی نامیده می شوند.

اطلاعات می تواند:

تمام این فرآیندهای مرتبط با عملیات خاصی بر روی اطلاعات نامیده می شوند فرآیندهای اطلاعاتی

ویژگی های اطلاعاتی

اطلاعات در صورتی قابل اعتماد است که وضعیت واقعی امور را منعکس کند. اطلاعات نادرست می تواند منجر به سوء تفاهم یا تصمیمات اشتباه شود.

اطلاعات قابل اعتماد ممکن است به مرور زمان غیر قابل اعتماد شوند، زیرا دارای خاصیت منسوخ شدن هستند، یعنی وضعیت واقعی امور را منعکس نمی کنند.

اطلاعات کامل استاگر برای درک و تصمیم گیری کافی باشد. اطلاعات ناقص و زائد هر دو مانع تصمیم گیری می شوند یا می توانند منجر به خطا شوند.

دقت اطلاعاتبا درجه نزدیکی آن به وضعیت واقعی جسم، فرآیند، پدیده و غیره تعیین می شود.

ارزش اطلاعاتبستگی به این دارد که چقدر برای حل مشکل اهمیت دارد و همچنین به این بستگی دارد که چقدر در آینده در هر نوع فعالیت انسانی کاربرد پیدا می کند.

فقط اطلاعات به موقع دریافت شده استمی تواند مزایای مورد انتظار را به همراه داشته باشد. به همان اندازه نامطلوب است، هم عرضه زودهنگام اطلاعات (زمانی که هنوز نمی توان آن را جذب کرد) و هم تأخیر آن.

اگر اطلاعات ارزشمند و به موقع به صورت نامفهوم بیان شود، می تواند بی فایده شود.

اطلاعات روشن می شود، اگر به زبان افرادی که این اطلاعات برای آنها در نظر گرفته شده است بیان شود.

اطلاعات باید به صورت در دسترس ارائه شود(با توجه به سطح ادراک) شکل. بنابراین در کتب درسی مدارس و نشریات علمی نیز همین پرسش ها به صورت متفاوت مطرح می شود.

اطلاعات در مورد همان موضوع را می توان خلاصه کرد(مختصر، بدون جزئیات بی ربط) یا به صورت حجیم(مفصل، پرمخاطب). مختصر بودن اطلاعات در کتاب های مرجع، دایره المعارف ها، کتاب های درسی، انواع دستورالعمل ها ضروری است.

نمایش داده ها در کامپیوتر

تمام اطلاعات موجود در رایانه به شکل مجموعه‌ای از بیت‌ها ذخیره می‌شوند، یعنی ترکیب‌های 0 و 1. اعداد با ترکیب‌های باینری مطابق با فرمت‌های اعدادی که برای کار در این رایانه اتخاذ شده است، نشان داده می‌شوند. کد کاراکترحروف و سایر کاراکترها را با ترکیبات باینری مطابقت می دهد.

سه فرمت اعداد برای اعداد وجود دارد:

نقطه ثابت باینری؛

نقطه شناور باینری؛

اعشاری کد دودویی (BCD).

اعداد ممیز شناور بر روی یک پردازنده ویژه (FPU - واحد نقطه شناور) پردازش می شوند که با شروع از MP I486، بخشی از ریزپردازنده LSI است. داده ها در ثبات های 80 بیتی ذخیره می شوند.

نشانه گذاری.

بیایید روشی برای نمایش تصویری از اعداد دلخواه با کمک مجموعه ای محدود از نمادها را یک سیستم اعداد بنامیم.

در تمرین روزمره، ما معمولاً از سیستم اعداد اعشاری استفاده می کنیم.

سیستم های اعداد معمولاً به ...

1. موقعیت.

2. غیر موضعی.

3. نمادین.

نمادین. در این سیستم ها به هر عدد نماد مخصوص به خود اختصاص داده می شود. این سیستم‌ها به دلیل محدودیت‌های طبیعی (کیمیا، پیام‌های رمزگذاری‌شده) به طور گسترده مورد استفاده قرار نمی‌گیرند - مجموعه‌ای غیرقابل شمارش از نمادها که برای نمایش تمام اعداد ممکن مورد نیاز است. بنابراین، ما این سیستم ها را از بررسی حذف خواهیم کرد.

فرمت های نمایش داده ها در حافظه کامپیوتر کدهای ماشین

طرح.

1. فرمت های ارائه داده ها در حافظه کامپیوتر.

آ. نمایش اعداد به صورت نقطه ثابت

ب نمایش اعداد به صورت ممیز شناور

2. کدهای ماشین: مستقیم، معکوس، اضافی.

فرمت های نمایش داده ها در حافظه کامپیوتر

برای نمایش اعداد (داده)، تعداد معینی بیت در حافظه کامپیوتر اختصاص داده می شود. بر خلافاز شماره گذاری ارقام تعداد بیت ها در یک بایت از چپ به راست شماره گذاری می شوند که از 0 شروع می شود. هر بایت در حافظه کامپیوتر خود را دارد. شماره سریال، که نامیده می شود آدرس های بایت مطلق. بایت واحد اصلی ذخیره سازی داده است، کوچکترین واحد آدرس پذیر تبادل اطلاعات در رم کامپیوتر است، یعنی حداقل واحد تبادل اطلاعاتی که آدرسی در حافظه کامپیوتر دارد.

دنباله ای از چندین بایت به هم پیوسته تشکیل می شود فیلد داده. تعداد بایت های یک فیلد نامیده می شود طول میدانو آدرس سمت چپ ترین بایت فیلد است آدرس فیلد. پردازش اطلاعات می تواند بایت به بایت یا با فیلدهای داده (یا قالب داده) انجام شود. فرمت های داده نشان می دهد که چگونه اطلاعات در آن قرار می گیرند حافظه دسترسی تصادفیو ثبت های کامپیوتری فرمت های داده بر اساس طول، نوع داده و ساختار متمایز می شوند و هر مقدار موجود در یک بایت را می توان به روش های مختلفی تفسیر کرد:

- نمایش رمزگذاری شده یک کاراکتر الفبای خارجی (در هنگام ورودی و خروجی داده)؛

- یک عدد صحیح امضا شده یا بدون علامت (با نمایش داخلی اعداد در حافظه کامپیوتر).

- بخشی از یک فرمان یا واحد پیچیده تر داده و غیره

در رایانه ها، اشکال زیر برای نمایش اعداد صحیح وجود دارد: نیم کلمه(بایت) کلمه(دو بایت متوالی با شماره گذاری از چپ به راست از 0 تا 15) دو کلمه(4 بایت).

اگر اعداد در قالب های مشخص شده قرار گیرند، وزن ارقام آنها از راست به چپ افزایش می یابد.

کامپیوتر برای نمایش اعداد استفاده می کند. طبیعی(نماینده عددی با نقطه ثابت) و نیمه لگاریتمی(نماینده یک عدد ممیز شناور) از فرم.

نمایش اعداد به صورت نقطه ثابت

در نمایش اعداد مورد استفاده، "کاما" یا "نقطه اعشاری" یک نماد متعارف است که برای جدا کردن قسمت های صحیح و کسری یک عدد طراحی شده است. بنابراین، کاما، صرف نظر از سیستم اعداد مورد استفاده، معنای ریاضی دقیقی دارد و موقعیت آن هیچ تغییری در الگوریتم محاسبه یا شکل نتیجه ایجاد نمی‌کند.

اگر اعدادی که پردازش می شوند از نظر بزرگی یکسان باشند، می توانید موقعیت کاما یا نقطه را ثابت کنید (به چنین نمایشی، نمایش نقطه ثابت گفته می شود). سپس، هنگام پردازش اعداد در دستگاه، نیازی به در نظر گرفتن موقعیت (نماینده) نقطه اعشار نیست. و سپس موقعیت آن در سطح برنامه یکسان در نظر گرفته شده و تنها در نتیجه مورد توجه قرار می گیرد.

اساساً 2 راه برای رفع اعشار وجود دارد:

1) نقطه در سمت راست پایین ترین رقم عدد قرار دارد و ما اعداد صحیح داریم.

2) نقطه در سمت چپ بالاترین رقم عدد قرار دارد و داریم اعداد کسریدر مقدار مطلق کمتر از یک است.

اعداد صحیح مثبت را می توان مستقیماً در نماد دودویی نشان داد ( کد باینری). در این شکل از نمایش، محاسبات باینری به راحتی بر روی کامپیوتر پیاده سازی می شود.

اگر اعداد منفی نیز مورد نیاز است، علامت عدد را می توان در یک بیت جداگانه رمزگذاری کرد (معمولاً این مهم ترین بیت است). مهم ترین رقم در صورتی امضا می شود که دارای آن باشد 1 ، سپس شماره منفی، اگر 0 ، سپس شماره مثبت.

با یک شبکه شانزده بیتی، داریم:

به طور کلی، محدوده نمایش اعداد صحیح ( nتعداد ارقام در قالب است):

- برای بدون امضا 0 ≤ x ≤ 2n-1(وقتی n=8 از 0 تا 255)

- برای نمادین -2 n -1 ≤ x ≤ +2 n -1 -1(با n=8 از 128- تا 127)؛

نقطه ضعف قابل توجه این روش نمایش، محدوده محدود نمایش مقادیر است که به عنوان مثال، اگر یک شبکه علامت پنج بیتی را در نظر بگیریم، هنگامی که از حد مجاز فراتر می رود، منجر به سرریز شبکه بیت می شود. ، پس از جمع دو عدد +22 و +13 به دست می آید:

نمایش اعداد به صورت ممیز شناور

اعداد حقیقی در ریاضیات با کسرهای متناهی یا نامتناهی نشان داده می شوند. با این حال، در یک کامپیوتر، اعداد در ثبات ها و سلول های حافظه ذخیره می شوند که دنباله ای از بایت ها هستند. تعداد محدودیترشحات بنابراین، اعداد بی نهایت یا بسیار طولانی به طول معینی کوتاه می شوند و به صورت تقریبی در نمایش رایانه ظاهر می شوند.

برای نشان دادن اعداد واقعی، چه بسیار کوچک و چه بسیار بزرگ، استفاده از فرم نوشتن اعداد به عنوان یک محصول راحت است:

A = ± M n ± p

جایی که n- پایه سیستم اعداد؛

م- مانتیس

آریک عدد صحیح نامیده می شود به ترتیب(محل اعشار را در عدد مشخص می کند).

به این روش نوشتن اعداد، نمایش اعداد گفته می شود. نقطه شناور.

مثال:-245.62=-0.24565 10 3، 0.00123=0.123 10 -2 =1.23 10 -3 =12.3 10 -4

بدیهی است که این نمایش منحصر به فرد نیست.

اگر مانتیس بین n -1 و 1 باشد (یعنی 1/n £ |M|<1), то представление числа становится однозначным, а такая форма назы­вается نرمال شده.

مثال: برای سیستم اعداد اعشاری - 0.1< |m| < 1 (мантисса - число меньше 1, и первая цифра после запятой отлична от нуля, т.е. значащая).

اعداد واقعی در انواع مختلف کامپیوترها متفاوت نوشته می شوند، با این حال، چندین فرمت استاندارد بین المللی وجود دارد که از نظر دقت متفاوت هستند، اما ساختار یکسانی دارند. برای بر اساس استاندارد IEEE-754 (تعریف نمایش اعداد تک دقیق ( شناور) و دقت مضاعف ( دو برابر)) نمایش یک عدد واقعی در رایانه از m + p + 1 بیت استفاده می کند که به صورت زیر توزیع می شود: یک بیت (S) - برای علامت مانتیس استفاده می شود، p - بیت ها ترتیب را تعیین می کنند، بیت های m مقدار مطلق را تعیین می کنند. از مانتیس. یک عدد ممیز شناور تک دقیق به یک کلمه سی و دو بیتی نیاز دارد. اعداد با دقت دو برابر نیاز به یک کلمه شصت و چهار بیتی دارند.

1	p-1 0	m-1 0
اس	سفارش	قسمت کسری M

از آنجایی که دستور می تواند مثبت یا منفی باشد، باید مشکل علامت آن را حل کنیم. مقدار توان بیش از حد نشان داده می شود، یعنی به جای مقدار واقعی نما، یک عدد ذخیره می شود که نامیده می شود. مشخصه(یا تغییر ترتیب).

برای جلوگیری از افزودن کاراکتر دیگر به عدد، افست مورد نیاز است. ترتیب افست همیشه یک عدد مثبت است. برای دقت تک، افست برابر با 127 و برای دقت مضاعف - 1023 ( 2p-1-1). آخوندک اعشاری می تواند 1:9 بعد از نقطه اعشار داشته باشد، اما فقط 1 در عدد باینری. بنابراین، یک بیت جداگانه در عدد ممیز شناور برای ذخیره واحد پس از نقطه باینری اختصاص داده نمی شود. واحد به طور ضمنی، همانطور که کاما باینری است. علاوه بر این، در قالب ممیز شناور، فرض می شود که مانتیس همیشه بزرگتر از 1 است. یعنی محدوده مقادیر برای مانتیس در محدوده 1 تا 2 قرار دارد.

مثال ها:

1) عدد ممیز شناور موجود در چهار بایت مجاور را تعیین کنید:

11000001 01001000 00000000 00000000

تقسیم کنیم نمایش باینریبرای علامت (1 بیت)، توان (8 بیت) و مانتیس (23 بیت):

1 10000010 10010000000000000000000

- بیت علامت 1 نشان دهنده منفی بودن عدد است.

– توان 10000010 به صورت اعشاری با عدد 130 مطابقت دارد. ترتیب را اصلاح کنید: عدد 127 را از عدد 130 کم کنید عدد 3 را به دست می آوریم.

- به مانتیسا، یک واحد پنهان در سمت چپ اضافه کنید 1 ,100 1000 0000 0000 0000 0000، سفارش را از واحد پنهان با مقدار سفارش حاصل به سمت راست منتقل کنید: 1 100, 1000 0000 0000 0000 0000.

- و در نهایت عدد اعشاری را تعریف کنیم: 1100.1 2 = 12.5 10

– در نهایت ما -12.5 داریم

2) عدد ممیز شناور موجود در چهار بایت مجاور را تعیین کنید:

01000011 00110100 00000000 00000000

- بیت علامت 0 نشان دهنده مثبت بودن عدد است.

- توان 10000110 در اعشار منطبق بر عدد 134 است با کم کردن عدد 127 از 134 عدد 7 بدست می آید.

حالا بیایید مانتیس را بنویسیم: 1 ,011 0100 0000 0000 0000 0000

– و در نهایت یک عدد اعشاری تعریف می کنیم: 10110100 2 =180 10

از آنجایی که تعداد معینی از ارقام به ترتیب برای مانتیس و راسته اختصاص داده شده است مترو پ، سپس می توانید محدوده اعدادی را که می توان به صورت عادی در یک سیستم اعداد با پایه نشان داد تخمین زد. n.

اگر m=23 و p=8 (4 بایت)، آنگاه محدوده اعداد نمایش داده شده از 1.5·10 -45 تا 3.4·10 +38 است (اطمینان از دقت 7-8 رقم قابل توجه).

اگر m=52 و p=11 (8 بایت)، آنگاه محدوده اعداد نشان داده شده از 5.0·10 -324 تا 1.7·10 +308 است (اطمینان از دقت 15-16 رقم قابل توجه است).

هر چه ارقام بیشتری برای ثبت مانتیس اختصاص داده شود، دقت نمایش عدد بالاتر است. هر چه تعداد ارقام یک سفارش بیشتر باشد، دامنه وسیع‌تر از کوچکترین عدد غیرصفر تا بزرگترین عددی که می‌تواند در یک کامپیوتر با فرمت معین نمایش داده شود، بیشتر می‌شود.

مشکلات سرریز بیت کمتری در عملیات ممیز شناور نسبت به عملیات نقطه ثابت وجود دارد. با این حال، عملیات ممیز شناور پیچیده تر است، زیرا نیاز به نرمال و غیرعادی شدن آخوندک دارد.

هر اطلاعاتی در رایانه به عنوان نمایش داده می شود دنباله بایت. خود بایت ها حاوی اطلاعاتی در مورد نحوه تفسیر آنها نیستند (اعداد / کاراکترهای متن / تصویر گرافیکی). در هر صورت، اطلاعات به صورت دنباله ای از 0 و 1 رمزگذاری می شوند، یعنی. اعداد باینری اعداد صحیح مثبت(عدد با استفاده از دو رقم نوشته می شود - 0/1). تفسیر آنها بستگی به این دارد که کدام برنامه و چه عملی با آنها در یک لحظه خاص انجام می دهد. اگر برنامه حاوی دنباله ای از دستورالعمل ها برای کار با اعداد باشد، بایت ها به عنوان اعداد در نظر گرفته می شوند. اگر برنامه عملی را با داده های متنی فرض کند، بایت ها به عنوان کدهای عددی شرطی که کاراکترهای متن را نشان می دهند تفسیر می شوند.

I. سیستم های اعداد

هر عددی مضربی از مجموع است (مثلاً 168 = 100 + 60 + 8 = 1 10 2 + 6 10 1 + 8 10 0)، یعنی. عدد- دنباله ای از ضرایب در توان های 10 => اگر یک عدد داشته باشیم d = a 1 a 2 …a n(a 1 a 2 …a n رقم هستند)، سپس d = a 1 10 n-1 + a 2 10 n-2 +…a n 10 0.

به طور خلاصه، این مبالغ به شرح زیر نوشته می شود: n

d = ∑ a i 10 n-i

عدد 10 پایه سیستم اعداد اعشاری است، اگر عدد دیگری را به عنوان پایه در نظر بگیریم، سیستم نمادگذاری متفاوتی برای اعداد به دست می‌آوریم، یعنی. یک سیستم اعداد دیگر.

سیستم اعداد با مقدار پایه و مجموعه ای از ارقام داده می شود. شماره- کاراکترهای ویژه ای که برای نوشتن اعداد استفاده می شود. تعداد آنها باید لزوماً برابر با مقدار پایه باشد.

هر عددی را می توان در سیستم های اعداد مختلف نشان داد، این نمایش ها به طور دقیق (یک به یک) با یکدیگر مطابقت دارند.

به عنوان مثال، بیایید یک سیستم اعداد هگزادسیمال را تعریف کنیم: پایه = 16 => باید 16 رقم باشد (0-15) = 1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D ,E,F. در اینجا A-F اعداد 10،11،12،13،14،15 هستند. به این دلیل استفاده می شود که اعداد را نمی توان با استفاده از اعداد دیگر نوشت، در غیر این صورت در خواندن اعداد سردرگمی ایجاد می شود. بیایید بنویسیم که عدد اعشاری 168 در این سیستم اعداد چگونه خواهد بود، با در نظر گرفتن قانون کلی نوشتن یک عدد، و همچنین این واقعیت که در اینجا پایه 16 است، داریم: 168 (10) \u003d A 16 1 + 8 16 0 => A8 (16).

عملیات حسابی در هر سیستم اعدادی به همان روشی انجام می شود که در سیستم اعداد اعشاری انجام می شود. فقط اندازه پایه زیر است.

به عنوان مثال، در سیستم اعداد هشتی + 15 = 1 8 1 + 5 8 0 => + 13

14 = 1 8 1 + 4 8 0 => = 12

در یک کامپیوتر، تمام داده ها در سیستم باینری نمایش داده می شوند. به عنوان مثال، عدد 5 به صورت باینری به صورت 101 نوشته می شود. به طور مشابه، عدد باینری 1111 با عدد اعشاری 15 مطابقت دارد: 1111 (2) = 1 2 3 + 1 2 2 + 1 2 1 + 1 2 0

آن ها چهار بیت می توانند حداکثر 16 عدد اعشاری (0-15) را نشان دهند.

سیستم اعداد هگزادسیمال به عنوان یک رکورد کوتاه هنگام مشاهده یا تصحیح داده های باینری در حافظه رایانه استفاده می شود. برنامه هایی که کار "مستقیم" یک فرد با حافظه رایانه را ارائه می دهند، هنگام تعامل با او، به طور خودکار نمایش باینری داده ها را به هگزادسیمال و بالعکس تبدیل می کنند. هر داده ای که در 1 بایت نوشته شود تنها با دو رقم هگزا دسیمال نشان داده می شود که اولین رقم مربوط به چهار بیت اول و رقم دوم مربوط به چهار بیت دوم است.

این شکل از نمایش اعداد باینری (داده ها) که در حافظه رایانه قرار دارد، مصالحه ای بین یک شخص و مفاهیم راحتی او و یک رایانه است که در آن تمام اطلاعات فقط به صورت باینری ارائه می شود.

II. انواع داده ها و نمایش آنها

یک بایت (8 بیت) می تواند نشان دهنده 256 عدد صحیح مثبت (0-255) باشد. این نوع داده نامیده می شود تک بایت عدد صحیح بدون علامت.

اعداد بزرگتر از 255 برای نمایش به بیش از یک بایت نیاز دارند. انواع زیر برای کار با آنها استفاده می شود:

- اعداد صحیح بدون علامت دو بایتی- ارائه نمایشی از اعداد صحیح مثبت (0-65535)

- اعداد صحیح بدون علامت چهار بایتی- ارائه نمایشی از اعداد صحیح مثبت (0-≈4.2 میلیارد)

انواع بالا فرض می کنند که عدد فقط باید مثبت باشد => "بدون علامت" نامیده می شوند. آنها در مقدار حافظه ای که برای ذخیره شماره اختصاص داده شده است متفاوت هستند. چنین انواعی برای کدگذاری عددی کاراکترهای متن، رنگ ها، شدت نقاط گرافیکی، شماره گذاری عناصر و غیره استفاده می شود.

برای کار با اعداد صحیح که می توانند نه تنها مثبت، بلکه منفی نیز باشند، از انواع استفاده کنید:

- اعداد صحیح امضا شده تک بایتی

- اعداد صحیح امضا شده دو بایتی

- اعداد صحیح امضا شده چهار بایتی

آنها در مقدار حافظه ای که برای ذخیره هر عدد اختصاص داده می شود متفاوت هستند.

نمایش اعداد مثبت و منفی بر اساس اصل زیر است: تعداد کل کدهای عددی ممکن برای تعداد معینی از بایت ها (به عنوان مثال، برای یک بایت منفرد - 256) به نصف تقسیم می شود، یک نصف برای نشان دادن استفاده می شود. اعداد مثبت و صفر، دیگری - اعداد منفی. اعداد منفی به عنوان جمع تعداد کل کدهای عددی نشان داده می شوند. به عنوان مثال، برای یک عدد تک بایتی (-1) = 255، (-2) - 254، و غیره. تا 128، که مخفف عدد (-128) است => عدد صحیح امضا شده یک بایت به شما امکان می دهد با اعداد صحیح از (128-) تا 127، دو بایت - از (-32768) تا 32767، چهار بایت - کار کنید. از (≈-2.1 میلیارد. ) به 2.1 میلیارد (2147483648).

از اعداد علامت دار برای نمایش داده های عددی استفاده می شود که با آن می توان محاسبات را انجام داد.

هنگام تعامل با برنامه ها موارد زیر را رعایت کنید انواع داده ها:

- کاملا کوتاه uy (کوتاه)

- کاملا منظم(INTEGER)

- تمام مدت(LONG عدد صحیح)

- تک دقیق واقعی(FLOAT/REAL)

- با دقت دو برابر واقعی(دو شناور/واقعی)

- کاراکتر (رشته، متن)(CHAR)

- منطقی(منطقی)

یک کل کوتاه، یک کل منظم و یک کل طولانی- به ترتیب عدد صحیح با علامت یک بایت، عدد صحیح با علامت دو بایت، عدد صحیح با علامت چهار بایت را انواع می کند.

در علوم کامپیوتر، هنگام نوشتن اعداد، از کاما به عنوان علامت جداکننده اجزای کسری و صحیح استفاده نمی شود، بلکه از نقطه (مثلاً 68.314) استفاده می شود. این نقطه موقعیتی را که پس از آن قسمت کسری. تغییر مکان نقطه منجر به تغییر عدد می شود => این نوع علامت گذاری (قالب علامت گذاری) اعداد واقعی نامیده می شود. فرمت نقطه ثابت.

یک عدد ممیز شناور واقعی از 2 قسمت تشکیل شده است:

- مانتیس

- سفارش

آنها با علامت خاصی (E,D) از هم جدا می شوند. مانتیس است عدد واقعیبا یک نقطه ثابت، ترتیب با یک عدد صحیح داده می‌شود که نشان می‌دهد عدد 10 باید به چه قدرتی افزایش یابد تا عددی را که در زمان ضرب در مانتیس منظور می‌شود، بدست آوریم. به عنوان مثال، 68.314 در این قالب را می توان به صورت 6.8314E+1 = 0.68314E+2 = 683.14E-1 نوشت که به معنای 6.8314 10 1 = 0.68314 10 2 = 68.314 10 -1 است.

با این نوع نمادگذاری، محل نقطه ثابت نیست، موقعیت آن در مانتیس با مقدار سفارش تعیین می شود. مانتیس و نما ممکن است نشانه ای داشته باشند. اگر مانتیس مدولو باشد<1, причем первая цифра не равна 0, то такой вид записи вещественного числа с плавающей точкой называется نرمال شده(0.68314Е+2).

در یک کامپیوتر، یک عدد واقعی در قالب ممیز شناور به شکل نرمال نشان داده می شود. Mantissa و order در بایت های مجاور قرار دارند، جداکننده (E,D) وجود ندارد.

معمولاً یک عدد متمایز می شود دقت تک و دوگانه. در حالت اول، هنگام وارد کردن یا خروجی یک عدد، جداکننده مانتیس و توان به صورت مشخص شده است. E. در حافظه رایانه، چنین عددی معمولاً 4 بایت را اشغال می کند. در مورد دوم، به عنوان یک جداکننده - D، در حافظه کامپیوتر، یک عدد با دقت دو برابر معمولاً 8 بایت را اشغال می کند. این نوع دقت محاسباتی بسیار بیشتری نسبت به دقت تکی ارائه می دهد.

داده های کاراکترمتشکل از کاراکترهای متنی جداگانه هر کاراکتر در حافظه کامپیوتر با یک کد عددی مشخص نشان داده می شود. برای کدنویسی عددی کاراکترهای متنی از جداول کدگذاری ویژه (تک بایتی، دو بایتی و ...) استفاده می شود. این به نوع عدد صحیح بدون علامت مورد استفاده برای رمزگذاری عددی اشاره دارد. برنامه های مختلف ممکن است بر اساس جداول مختلف باشد => یک سند آزمایشی ایجاد شده با یک برنامه لزوماً با برنامه دیگر خوانده نمی شود.

مقادیر نوع بولیفقط دو مقدار بگیرید:

- درست است، واقعی(درست است، واقعی)

- نادرست(کاذب)

عملیات منطقی را می توان برای آنها اعمال کرد که اصلی ترین آنها هستند و(و) یا(یا)، نه(نفی). و یا – به دو مقدار منطقی (a>c و a = b). نه - به یک مقدار منطقی (نه a = b). نتیجه یک عبارت با داده های منطقی (عبارت منطقی) یک مقدار منطقی است. نتیجه عملیات و = TRUE فقط در یک مورد، اگر هر دو مقدار = TRUE باشد. نتیجه عملیات یا = FALSE فقط در یک مورد، اگر هر دو مقدار = FALSE باشد. عملیات not مقدار یک مقدار بولی را تغییر می دهد.

در عبارات مختلط، y اولویت دارد عملیات حسابی، سپس - در مقایسه، در نهایت - در عملیات منطقی. در میان آنها بالاترین اولویت است عملیات نه، سپس - و، پس از - یا.

فایل ها و ذخیره سازی آنها

هر شی اطلاعاتی (یک سند جداگانه، یک برنامه جداگانه) که روی دیسک ذخیره می شود و نام دارد فایل. اطلاعات مربوط به فایل ها (نام، اندازه، تاریخ و زمان ایجاد، مکان روی دیسک و غیره) در فهرست ها ذخیره می شود. کاتالوگ- جدولی که هر خط آن حاوی اطلاعاتی در مورد یک فایل یا دایرکتوری دیگر است. دایرکتوری = فایل (به جز ریشه) از نوع خاص. هنگامی که فایل ها بر روی دیسک نوشته می شوند، اطلاعات مربوط به آنها به طور خودکار در دایرکتوری های مشخص شده توسط کاربر نوشته می شود. به طور معمول، برای اختصار، آنها می گویند: "یک فایل را از یک دایرکتوری به یک دایرکتوری کپی کنید"، "یک دایرکتوری در یک دایرکتوری ایجاد کنید"، "یک فایل را در یک دایرکتوری حذف کنید" و غیره. با این حال، در واقع این اتفاق نمی افتد، زیرا هیچ دایرکتوری یا فایلی در فهرست ها وجود ندارد، فقط اطلاعاتی در مورد آنها وجود دارد.

هنگام ایجاد هر دیسک، یک دایرکتوری به طور خودکار روی آن ایجاد می شود که فراخوانی می شود ریشهفضای مشخصی را روی دیسک اشغال می کند. نام آن شامل 2 شخصیت: نام درایو به دنبال دو نقطه.

در دایرکتوری ریشه می توانید دایرکتوری های دیگری به نام ایجاد کنید دایرکتوری های فرعییا دایرکتوری های سطح اول سلسله مراتب. به نوبه خود، دایرکتوری های سطح اول سلسله مراتب می توانند دایرکتوری های سطح دوم و غیره ایجاد کنند. بدین ترتیب شکل می گیرد سلسله مراتبی (درخت مانند)ساختار فایل داده ها روی دیسک دایرکتوری های ایجاد شده توسط کاربر فایل ها هستند. هر فایل یا دایرکتوری یک نام دو قسمتی دارد که با یک نقطه از هم جدا شده اند. سمت چپ - نام، درست - افزونه. پسوند همراه با نقطه را می توان حذف کرد. نام می تواند حداکثر 8 کاراکتر (نام کوتاه) یا حداکثر 256 کاراکتر (نام طولانی) باشد. در پسوند - بیش از 3 کاراکتر. استفاده از حروف لاتین، اعداد و زیرخط در نام استاندارد در نظر گرفته می شود. برای کار با لیست ها توصیه می شود فایل ها را با پسوند و دایرکتوری های بدون پسوند نام گذاری کنید.

اگر می خواهید از هر فایلی استفاده کنید، باید مشخص کنید که این فایل در کدام دایرکتوری قرار دارد. این کار با تعیین مسیر (مسیر) فایل در امتداد درخت دایرکتوری انجام می شود.

مسیر(مسیر) فهرستی از دایرکتوری ها است که تو در تو (از بیرونی به درونی) هستند که با یک کاراکتر بک اسلش (\ - بک اسلش) از هم جدا شده اند. هنگام تعیین فایل‌ها، مسیر قبل از نام آن و سپس بعد از یک \ - نام فایل (به عنوان مثال، C:\Windows\win.com - به این معنی است که فایل win.com در فهرست ویندوز قرار دارد، نشان داده می‌شود. که در دایرکتوری ریشه درایو C قرار دارد). چنین رکوردی کامل نامیده می شود. مشخصات فایل. کوتاه فقط شامل نام فایل است. دایرکتوری ها و فایل های ایجاد شده توسط کاربر در حین ضبط در جای خود در حافظه دیسک قرار می گیرند. فایل ها را می توان در قسمت هایی نوشت جاهای مختلفدیسک در طی مراحل ضبط، فایل به طور خودکار به قسمت هایی از این قبیل تقسیم می شود و هر یک از آنها در محلی که آزاد است نوشته می شود. این لحظه. این قطعات نامیده می شوند خوشه ها. اندازه خوشه به مقدار فضای دیسک بستگی دارد، معمولاً چندین بخش را در بر می گیرد. در ارتباط با این اصل ضبط، کل ناحیه دیسک، همانطور که بود، به چنین خوشه هایی تقسیم می شود و از آنها برای ضبط فایل ها استفاده می شود. فایل ها نیز در قسمت هایی به اندازه یک خوشه خوانده می شوند: فایل از قسمت های جداگانه ضبط شده در مکان های مختلف روی دیسک مونتاژ می شود. این روش ذخیره سازی فایل ها با استفاده از به اصطلاح انجام می شود جداول تخصیص فایلچربی.هنگامی که هر دیسک تشکیل می شود به طور خودکار روی هر دیسک ایجاد می شود و برای یادآوری محل ذخیره قسمت هایی از فایل استفاده می شود. سلول های FAT با شروع از "0" شماره گذاری می شوند و مربوط به بخش هایی از حافظه دیسک با اندازه 1 خوشه هستند. هر سلول می تواند شامل 0 باشد (نشان می دهد که خوشه مربوطه آزاد است)، تعداد خوشه بعدی فایل داده شدهیا یک کد عددی خاص که انتهای زنجیره خوشه ها را برای فایل داده شده نشان می دهد. برای نمایش اعداد در FAT، از انواع داده های عدد صحیح بدون علامت استفاده می شود. بسته به تعداد بیت هایی که برای نمایش هر عدد استفاده می شود، FAT 16 بیتی (16 بیتی)، 32 بیتی (32 بیتی) وجود دارد. مانند کد ویژه، که نشان دهنده انتهای زنجیره خوشه است، از حداکثر عددی که می توان در سلول FAT نشان داد استفاده می شود. برای 16 بیت، این عدد 65535 است (به صورت هگزادسیمال - FFFFF). برنامه هایی که مشاهده و تصحیح FAT را ارائه می دهند این کد را روی صفحه نمایش در داخل نشان می دهند فرم متن(E OF). دایرکتوری حاوی اطلاعات مربوط به فایل و به ویژه شماره سریال خوشه ای است که فایل از آن شروع می شود. این اطلاعات به همراه اطلاعات موجود در FAT (پیوندهای خوشه های زیر) برای یافتن و خواندن فایل ها استفاده می شود.

شبکه های کامپیوتر

ویژگی های اصلی I

شبکه کامپیوتری - مجموعه ای از رایانه های متصل به هم از طریق کانال های انتقال اطلاعات که ابزار تبادل اطلاعات و به اشتراک گذاری منابع (سخت افزار، نرم افزار، اطلاعات) را در اختیار کاربران قرار می دهد.

انواع شبکه:

- محلی- خانه ویژگی متمایزاین است که، به عنوان یک قاعده، تمام رایانه های متحد شده توسط آن توسط یک کانال ارتباطی واحد به هم متصل می شوند. فاصله بین کامپیوترها تا 10 کیلومتر است (هنگام استفاده اتصال با سیم، تا 20 کیلومتر (کانال های ارتباطی رادیویی). شبکه های محلی، کامپیوترهای یک یا چند ساختمان مجاور همان موسسه را به هم متصل می کنند.

- جهانی است- آنها با انواع کانال های ارتباطی و استفاده از آنها مشخص می شوند کانال های ماهواره ای، امکان اتصال مراکز ارتباطی و رایانه های واقع در فاصله 10-15 هزار کیلومتری از یکدیگر را فراهم می کند. معمولاً ساختار گره‌ای دارند، از زیرشبکه‌هایی تشکیل شده‌اند که هر کدام شامل گره‌های ارتباطی و کانال‌های ارتباطی است. گره های ارتباطی کارایی شبکه را تضمین می کنند، کامپیوترها، شبکه های محلی، کامپیوترهای بزرگ و ... به آنها متصل می شوند.

- اینترانت ها- ترکیب کاربرانی که در یک سازمان کار می کنند. برخی از قابلیت های شبکه های محلی و جهانی موجود استفاده می کنند. چنین شبکه‌ای می‌تواند رایانه‌هایی را که هم در یک ساختمان و هم در مکان‌های مختلف در سراسر جهان قرار دارند، به هم متصل کند.

رایانه های عمومی در شبکه وجود دارند که اطلاعات یا خدمات محاسباتی را به کاربران ارائه می دهند. سروراین می تواند رایانه ای باشد که برای این منظور استفاده می شود یا مکانی (در شبکه های جهانی) که می توانید درخواستی برای انجام یک سرویس ارسال کنید. چنین مکانی می تواند یک کامپیوتر سرور، یک شبکه محلی، یک پردازنده مرکزی و غیره باشد.

رایانه های کاربر می توانند در شبکه های موجود کار کنند دو حالت:

حالت ایستگاه کاری- یک کامپیوتر نه تنها برای ارسال درخواست به سرور و دریافت اطلاعات از آن، بلکه برای پردازش این اطلاعات نیز استفاده می شود

حالت پایانه -دومی انجام نمی شود: اطلاعات روی سرور پردازش می شود و فقط نتیجه این پردازش برای کاربر ارسال می شود.

کامپیوتر سرور در قابلیت های خود بسیار برتر از ایستگاه های کاری است و مجهز به انواع کارت های شبکه ( آداپتورها) برای اتصال به شبکه ها. مجموعه ای از برنامه هایی که شبکه را فراهم می کنند - شبکه نرم افزار. نوع خدمات قابل انجام در این شبکه را مشخص می کند. در حال حاضر رایج است 2 مفهوم اصلیساخت چنین نرم افزارهایی:

- "مفهوم سرور فایل"– بر اساس آنچه که نرم افزار شبکه باید در اختیار بسیاری از کاربران قرار دهد منابع اطلاعاتیدر قالب فایل => یک سرور در چنین شبکه ای نامیده می شود فایلو نرم افزار شبکه شبکه سیستم عامل . بخش اصلی آن بر روی یک سرور فایل میزبانی می شود و بخش کوچکی از آن بر روی ایستگاه های کاری نصب می شود که به نام پوسته. پوسته به عنوان رابط بین برنامه هایی که به منبع دسترسی دارند عمل می کند و سرور فایل. چنین سروری مخزن فایل هایی است که توسط همه کاربران استفاده می شود. در این حالت هم برنامه ها و هم فایل های داده ای که در سرور فایل قرار دارند به طور خودکار به آن منتقل می شوند ایستگاه کاریجایی که این داده ها پردازش می شوند.

- "معماری مشتری-سرور"- در این حالت نرم افزار شبکه از سیستم های نرم افزاری تشکیل شده است 2 کلاس:

- برنامه های سرور- باصطلاح سیستم های نرم افزاری، که عملکرد سرور را تضمین می کند

- برنامه های مشتری- سیستم‌های نرم‌افزاری که مشتریان-کاربر را ارائه می‌کنند

عملکرد سیستم های این کلاس ها به صورت زیر سازماندهی می شود: برنامه های مشتری درخواست ها را به برنامه سرور ارسال می کنند، پردازش داده های اصلی روی رایانه سرور انجام می شود و فقط نتایج درخواست به رایانه کاربر ارسال می شود.

شبکه های محلی معمولاً از مفهوم نوع اول با یک سرور فایل استفاده می کنند. در جهانی ها، «معماری مشتری-سرور» اصلی ترین است.

ارائه اطلاعات و انتقال آن از طریق شبکه طبق توافقات استاندارد انجام می شود. مجموعه ای از چنین قراردادهای استاندارد نامیده می شود پروتکل.

نوع شناسی شبکه محلی

گونه شناسی شبکه- نمودار منطقی اتصال کامپیوترها (کامپیوترها) توسط کانال های ارتباطی.

اغلب در شبکه های محلی استفاده می شود 3 نوع شناسی اصلی:

- تک کانال

- حلقه

- ستاره ای شکل

استفاده از یک کانال انتقال اطلاعات برای اتصال گره های شبکه در سطح فیزیکی توسط پروتکلی به نام تعیین می شود روش دسترسی. این روش های دسترسی توسط مربوطه پیاده سازی می شوند کارت های شبکه(آداپتورها). چنین آداپتورهایی در هر رایانه شبکه نصب می شوند و انتقال و دریافت اطلاعات را از طریق کانال های ارتباطی فراهم می کنند.

نوع شناسی تک کانال- از یک کانال ارتباطی باز استفاده می شود که همه رایانه ها به آن متصل هستند. نامیده می شود اتوبوس تک کانال(اتوبوس مشترک).

نابود کننده

ترمینال برای اتصال به کابل های شبکه باز، طراحی شده برای جذب سیگنال ارسالی استفاده می شود. در چنین گونه شناسی، به عنوان یک قاعده، یک روش دسترسی با گوش دادن اولیه به کانال برای تعیین رایگان بودن آن استفاده می شود.

شبکه محلی کابلی(سرعت - 10 مگابیت در ثانیه) - نام روش دسترسی. می توان از روش دسترسی استفاده کرد اترنت سریع(سرعت - 100 مگابیت در ثانیه)

تحمل خرابی گره های جداگانه

معایب اصلی نوع شناسی:

قطع کابل منجر به ناکارآمدی کل شبکه می شود

کاهش قابل توجه پهنای باندشبکه هایی با حجم قابل توجه ترافیک(- اطلاعات ارسال شده از طریق شبکه)

نوع شناسی حلقه

از یک حلقه بسته متشکل از بخش هایی به عنوان کانال ارتباطی استفاده می کند. بخش ها متصل می شوند دستگاه های خاص – تکرار کننده ها(تکرار کنندگان). تکرار کننده برای اتصال بخش های شبکه طراحی شده است.

روش اصلی دسترسی در اینجا Token Ring است که یک روش دسترسی رمز عبور است.

یک گره ارتباطی مرکزی وجود دارد که تمام کامپیوترهای موجود در شبکه را متحد می کند. Active Center به طور کامل کامپیوترهای موجود در شبکه را مدیریت می کند. روش دسترسی نیز معمولاً مبتنی بر استفاده از یک توکن است (به عنوان مثال Arcnet با سرعت 2 مگابیت در ثانیه). علاوه بر این، روش های دسترسی اترنت و اترنت سریع را می توان پیاده سازی کرد.

مزایای اصلی نوع شناسی:

راحتی از نظر مدیریت تعامل کامپیوترها

تغییر و رشد شبکه آسان است

معایب اصلی شبکه:

اگر مرکز فعال از کار بیفتد، کل شبکه از کار می افتد

3. ساختار شبکه جهانی

اطلاعات را می توان بین شبکه ها رد و بدل کرد؛ برای اطمینان از چنین ارتباطی، از ابزارهای اتصال استفاده می شود که نامیده می شود پل ها, روترهاو دروازه ها. این یک کامپیوتر ویژه است که دارای دو یا چند آداپتور شبکه نصب شده است که هر کدام با یک شبکه ارتباط برقرار می کنند. این پل برای اتصال شبکه هایی با همان نوع کانال های ارتباطی درون شبکه ای استفاده می شود. روتر شبکه هایی از یک نوع، اما با کانال های ارتباطی اینترانت متفاوت را به هم متصل می کند. دروازه‌ها برای برقراری ارتباط بین شبکه‌های مختلف، برای اتصال شبکه‌ها با سیستم‌های کامپیوتری مختلف (به عنوان مثال، یک شبکه محلی - مرکزی، یک شبکه محلی - یک شبکه جهانی، یک شبکه خاص استفاده می‌شوند. کامپیوتر شخصی- شبکه جهانی).

شبکه جهانی شامل زیرشبکه های ارتباطی است که شبکه های محلی، ایستگاه های کاری و پایانه های کاربر و همچنین رایانه های سرور به آنها متصل هستند. زیرشبکه ارتباطی از کانال های انتقال اطلاعات و گره های ارتباطی تشکیل شده است. گره های ارتباطی برای انتقال سریع اطلاعات از طریق شبکه، انتخاب مسیر بهینه برای انتقال اطلاعات و غیره طراحی شده اند. از کارایی شبکه به عنوان یک کل اطمینان حاصل کنید. چنین گره ای یا یک دستگاه سخت افزاری خاص است یا یک کامپیوتر تخصصی با نرم افزار مناسب.

سرورها و کاربران اغلب از طریق ارائه دهندگان خدمات دسترسی به شبکه به شبکه های WAN متصل می شوند ارائه دهندگان.

IV.ویژگی های اصلی اینترنت جهانی

هر کاربر و سرور باید یک آدرس منحصر به فرد داشته باشد. پیام ارسال شده از طریق شبکه با آدرس های گیرنده و فرستنده ارائه می شود و در حین انتقال، به طور خودکار توسط آداپتور شبکه به قطعات با طول ثابت تقسیم می شود که به نام بسته ها. در این حالت، هر بسته (همچنین به صورت خودکار) با آدرس فرستنده و گیرنده ارائه می شود. در رایانه دریافت کننده، بسته ها در یک پیام واحد جمع می شوند.

هر سرور یا کامپیوتر کاربر در شبکه دارای آدرس های 3 سطح:

- آدرس محلی- نشانی آداپتور شبکه. این آدرس ها توسط سازندگان سخت افزار اختصاص داده شده و منحصر به فرد هستند زیرا منحصر به فرد هستند. تکلیف آنها متمرکز است. این آدرس فقط در شبکه محلی استفاده می شود.

- آدرس آی پی- یک دنباله چهار بایتی (4 عدد صحیح بدون علامت تک بایتی) و از 2 قسمت تشکیل شده است:

2 بایت اول شبکه را مشخص می کند

دوم 2 بایت - گره خاص

این آدرس بدون توجه به آدرس محلی توسط مدیر شبکه اختصاص داده می شود. اگر شبکه باید مانند کار کند جزءاینترنت، سپس شماره شبکه (2 بایت اول) به توصیه یک سازمان ویژه ICANN اختصاص داده می شود. در غیر این صورت شماره شبکه به صورت دلخواه توسط مدیر انتخاب می شود. شماره میزبان (دو بایت دوم) توسط مدیر شبکه اختصاص داده می شود (مثلاً 192.100.2.15). یک گره می تواند به چندین شبکه تعلق داشته باشد. در این مورد، باید چندین آدرس IP داشته باشد => آدرس IP مشخص نمی شود کامپیوتر مجزا، و یکی اتصال شبکه. پیامی که از طریق شبکه ارسال می شود با آدرس های IP گیرنده و فرستنده ارائه می شود.

- آدرس دامنه (نام دامنه) – استفاده از آدرس های IP در کار فعلی برای کاربر ناخوشایند است => به اصطلاح اینترنت وجود دارد سیستم نام دامنه (DNS). در این سیستم، نام‌های متنی کاربرپسند (شناسه) که نام دامنه نامیده می‌شود، داده می‌شود و آدرس‌های IP مربوطه در پشت آنها پنهان می‌شود. کاربر با نام های دامنه کار می کند و نرم افزار مربوطه با استفاده از سرورهای DNS ویژه، آنها را به طور خودکار به آدرس تبدیل می کند که بسته های ارسال شده را تامین می کند. نام دامنه کاملا واجد شرایط (آدرس DNS) مجموعه ای از نام ها است که با یک نقطه از هم جدا می شوند. اولین مورد در سمت چپ نام یک رایانه خاص است، سپس نام دامنه سازمان، منطقه و غیره، آخرین مورد در سمت راست نام به اصطلاح است. دامنه ریشه. نام دامنه ریشه نشان می دهد بر روی ایالت(به عنوان مثال ru - روسیه، ما - ایالات متحده آمریکا، kz - قزاقستان و غیره) یا متعلق به نوع خاصی از سازمان(کام - تجاری، آموزشی - آموزشی، دولتی - دولتی، نظامی - نظامی، شبکه - شبکه، سازمان - سازمان). بعدها دامنه های ریشه مشابه دیگری تعریف شد (هنر - هنر، فرهنگ، شرکت - تجارت، اطلاعات - اطلاعات، نام - فرد).

نام رایانه هایی که از طریق یک میزبان (مثلاً یک سرور شبکه محلی) به اینترنت دسترسی دارند، نه با یک نقطه، بلکه با علامت @ ("at") از قسمت بعدی در نام کامل جدا می شوند. مثلا، [ایمیل محافظت شده]

V. انواع خدمات در اینترنت

ارائه خدمات در اینترنت بر اساس مدل "مشتری-سرور" ساخته شده است. برای اتصال کامپیوتر به اینترنت کافی است یک خط تلفن، ارائه دهنده ای که دارای دروازه اینترنت باشد و مودم (ماهتکلیف کننده- دم odulator) - یک آداپتور ویژه برای اتصال به شبکه جهانی از طریق اتصال تلفنی. کامپیوتر ISP که توسط کاربران برای گشت و گذار در اینترنت استفاده می شود نامیده می شود میزبان. شناخته شده ترین خدمات ارائه شده توسط سرورهای اینترنتی عبارتند از:

- پست الکترونیک (ایمیل) - نشان دهنده فرآیند ارسال پیام بین رایانه ها است

- انتقال فایل(FTP-system) - طراحی شده برای ارسال فایل از سرورهای FTP ویژه به هر کاربری، برای دریافت فایل، باید نام کامل سرور و مشخصات کامل فایل را مشخص کنید.

- مشاهده منابع(GOPHER-system) - فایل ها را در سرورهای GOPHER بر اساس محتوا (موضوع، کلمه کلیدی، عبارت و غیره)

- کنفرانس از راه دور- طراحی شده برای گفتگو و تبادل اخبار، اجازه خواندن و ارسال پیام به گروه های اطلاعاتی باز در موضوعات مختلف را می دهد. بزرگترین سیستم کنفرانس از راه دور است usenet(کاربر می تواند در هر یک از موضوعات موجود "اشتراک" شود، اخبار را مشاهده کند، پیام ارسال کند). یکی دیگر از سیستم های کنفرانس تلفنی مهم است IRC(Internet Relay Chat) (به اعضای گروه اجازه می دهد تا در آن چت کنند حالت واقعیزمان (حالت تعاملی)، در این حالت، کاربر اطلاعات دریافتی را به طور مداوم بر روی صفحه می بیند و در عین حال می تواند پیام های خود را که بلافاصله در صفحه نمایش سایر اعضای گروه ظاهر می شود قرار دهد.

- شبکه جهانی وب www(وب جهانی) - تلاشی است برای ترکیب قابلیت های ابزارهای فوق در یک ابزار اطلاعاتی و افزودن انتقال به آنها تصاویر گرافیکی، صداها، ویدئو. اصل مبتنی است فرامتن(- سیستم اشیاء اطلاعاتیبا ارجاعات متقابل، اسناد حاوی پیوندهایی به اسناد دیگری هستند که از نظر معنی مرتبط هستند). قبلا فقط برای اسناد متنی، در حال حاضر یک سند فرامتن نامیده می شود سند ابررسانه ای. اشیاء پیوند شده را می توان در قرار گرفت کامپیوترهای راه دور. اسناد ابررسانه ای با استفاده از زبان خاص HTML (زبان نشانه گذاری فرامتن) ایجاد شده و در آن ذخیره می شود سرورهای ویژه(www-سرور، وب سرور). این اسناد اغلب به عنوان صفحات وب یا وب سایت شناخته می شوند. برنامه های مشتری مربوطه نامیده می شوند مرورگرها(از مرورگر انگلیسی) - سیستم جستجو. اکثریت مرورگرهای مدرننه تنها به صفحات وب سرورها، بلکه به انواع دیگر خدمات نیز دسترسی داشته باشید. در عین حال با مراجعه به منابع مختلف به اصطلاح. آدرس های اینترنتی (منبع یاب یکنواخت). فرمت زیر را دارد: مشخصات کد منبع:://درخواست.کد منبع نوع سرویسی را که باید با آن کار کنید تعریف می کند: http - کار با سرورهای وب، برای مرور وب سایت ها، سیستم ftp - ftp، سیستم gopher - gopher، اخبار - ارتباط با use-net، mailto - ایمیل و غیره .