Глава 1: Компютър с общо предназначение и използвани числа

Част 1: Въведение в компютрите и операционните системи
Част 1.1: Съдържание
Глава 1: Компютър с общо предназначение и използвани числа

Компютърът е електронна машина, която се състои от няколко компонента за обработка и съхранение на данни. Данните могат да доведат до текст, изображение, звук или видео.

1.1 Външни физически компоненти на компютър с общо предназначение

Следващата фигура показва чертежа на компютър с общо предназначение с най-използваните компоненти:

Фигура. 1.1 Компютър с общо предназначение

Клавиатурата, мишката и микрофонът са входни устройства. Високоговорителят и екранът (мониторът) са изходни устройства. Системният модул, наричан на диаграмата компютър, е това, което прави всички изчисления. Входните и изходните устройства се наричат ​​периферни устройства.

Предишната диаграма е компютърна система с кула или просто компютър с кула. За това системният блок е изправен. Алтернативно, системният модул може да бъде проектиран така, че да лежи плоско върху бюрото (масата), а мониторът да се постави върху него. Такава компютърна система се нарича настолна компютърна система или просто настолен компютър.

Следващата фигура е диаграма на преносим компютър с имената на външните компоненти:

Фигура 1.2 Преносим компютър

Когато човек седне, преносимият компютър може да бъде поставен в скута му за работа. Оптичното устройство на диаграмата е CD или DVD устройство. Тъчпадът е заместител на мишката. Системният блок има клавиатура.

1.2 Въвеждане

Тъй като всеки елит във всяка част на света днес се очаква да може да използва компютъра, тогава всеки елит трябва да се научи как да пише на клавиатурата. Часовете по машинопис могат да бъдат платени или безплатни в Интернет. Ако няма пари или средства за часовете, читателят трябва да използва следния съвет, за да знае как да пише:

На английската клавиатура един от средните редове има клавишите F и K. Клавишът F е отляво, но не в левия край на реда. Клавишът J е отдясно, но не в десния край.

На двете ръце на човек има палец, показалец, среден пръст, безименен пръст и кутре. Преди да пишете, показалецът на лявата ръка трябва да е над клавиша F. Средният пръст трябва да е над следващия клавиш, движещ се наляво. Безименният пръст трябва да следва над следващия клавиш, а малкият пръст над клавиша след него, всичко вляво. Преди да пишете, показалецът на дясната ръка трябва да е над клавиша J. Средният пръст на дясната ръка трябва да е над следващия клавиш, движещ се надясно. Безименният пръст трябва да следва над следващия клавиш, а малкият пръст трябва да е над клавиша след него, изцяло вдясно.

С настройката на ръцете трябва да използвате най-близкия пръст, за да натиснете желания най-близък клавиш на клавиатурата. В началото пишете ще бъде бавно. Вашето писане обаче ще бъде по-бързо през седмиците и месеците.

Никога не изоставяйте това отношение, тъй като скоростта на писане се увеличава. Например, никога не изоставяйте правилното използване на последните три пръста на лявата ръка. Ако бъде изоставено, ще бъде много трудно да се върнете към правилния подход при писане. Следователно скоростта на писане няма да се подобри, докато грешката не бъде коригирана.

1.3 Дънна платка

Дънната платка е широка платка и е в системния блок. Има електронна схема с електронни компоненти върху нея. Схемите на дънната платка са както следва:

Микропроцесор
Днес това е един компонент. Това е една интегрална схема. Има щифтове за свързване към останалите вериги на дънната платка

Микропроцесорът извършва всички анализи и основни изчисления за дънната платка и цялата компютърна система.

Хардуерна верига за прекъсване
Да приемем, че компютърът в момента изпълнява програма (приложение) и е натиснат клавиш на клавиатурата. Микропроцесорът трябва да бъде прекъснат, за да получи кода на клавиша или да направи това, което се очаква да направи в резултат на натискане на определен клавиш.

Такива хардуерни прекъсвания могат да се извършват по два начина: или микропроцесорът има един щифт за сигнала за прекъсване за всяка възможна периферия, или микропроцесорът може да има само около два щифта и има верига за прекъсване, която предшества тези два щифта към микропроцесора за всички възможни периферни устройства. Тази верига за прекъсване има изводи за сигналите за прекъсване от всички възможни периферни устройства, които биха прекъснали микропроцесора.

Веригата за прекъсване обикновено е една малка интегрална схема, заедно с някои малки електронни компоненти, наречени гейтове.

Директен достъп до паметта
Всеки компютър има памет само за четене (ROM) и памет с произволен достъп (RAM). Размерът на ROM е малък и съдържа само малка информация за постоянно, дори когато компютърът е изключен. Размерът на RAM е голям, но не толкова голям, колкото размера на твърдия диск.

Когато захранването е включено (компютърът е включен), RAM може да съдържа много информация. Когато компютърът се изключи (захранването е изключено), цялата информация в RAM престава да съществува.

Когато кодът с един символ трябва да бъде прехвърлен от паметта към периферно устройство или обратно, микропроцесорът върши работата. Това означава, че микропроцесорът трябва да е активен.

Има моменти, когато трябва да се прехвърли голямо количество данни от паметта на диска или обратно. На дънната платка има верига, наречена верига за директен достъп до паметта (DMA). Това прави прехвърлянето, точно като микропроцесора.

DMA влиза в действие само когато количеството данни за прехвърляне между паметта и входно/изходното устройство (периферно) е високо. Когато това се случи, микропроцесорът е свободен да продължи с друга работа – и това е основното предимство на наличието на верига за директен достъп до паметта.

Веригата DMA обикновено е IC (интегрална схема), заедно с някои малки електронни компоненти, наречени врати.

Адаптерна верига на визуален дисплей
За да се преместят данните от микропроцесора към екрана, те трябва да преминат през адаптерната верига на визуалния дисплей на дънната платка. Това е така, защото знаците или сигналите от микропроцесора не са подходящи директно за екрана.

Други вериги
Други вериги могат да бъдат на дънната платка. Например, звукова верига за високоговорителя може да бъде на дънната платка. Звуковата верига може да бъде и като схема на звукова карта, която да бъде поставена в слот на дънната платка.

За целите на тази глава е достатъчно да знаете наличието на гореспоменатите вериги, дори и без звуковата верига.

Микропроцесорът се нарича още централен процесор, който е съкратен като CPU. Микропроцесорът се обозначава съкратено като µP. CPU означава същото като µP. CPU и µP се използват много в останалата част от този онлайн курс за кариера като микропроцесор или централен процесор, като и двете са едно и също нещо.

1.4 Преброяване в различни бази

Преброяването означава добавяне на 1 към предишната цифра или предишното число. Следват десет цифри, включително 0 за броене в основа 10:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

Друго име за база е радикс. Радиксът или основата е броят на отделните цифри в базовото броене. Базата десет има десет цифри без десет, която се състои от две цифри. След добавяне на 1 към 9 се записва 0 и пренасянето на 1 се записва точно пред 0, за да има десет. Всъщност няма (една) цифра за която и да е основа (която и да е основа). Имайте предвид, че няма цифра за десет. Десет може да се запише като 1010, което се чете като едно-нула основа десет.

Базата шестнадесет има шестнадесет цифри, включително 0, които са:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

В база шестнадесет числата десет, единадесет, дванадесет, тринадесет, четиринадесет, петнадесет са съответно A, B, C, D, E и F. Те могат да бъдат написани и с малки букви като: a, b, c, d, e, f. Имайте предвид, че няма цифра за шестнадесет.

В база шестнадесет, след добавяне на 1 към F, 0 се записва и пренасянето на 1 се записва точно пред 0, за да има 1016, което се чете като една-нула основа шестнадесет.

Основа осем има осем цифри, включително 0, които са:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Имайте предвид, че няма цифра за осем.

При основа осем, след добавяне на 1 към 7, 0 се записва и пренасянето на 1 се записва точно пред 0, за да има 108, което се чете като една-нула основа осем.

Основа две има две цифри, включително 0, които са:

0, 1

Имайте предвид, че няма цифра за две.

В основа две, след добавяне на 1 към 1, 0 се записва и пренасянето на 1 се записва точно пред 0, за да има 102, което се чете като една нула с основа 2.

В следващата таблица броенето се извършва от едно до едно нула основа шестнадесет. Съответните числа при основа десет, основа осем и основа две също са дадени във всеки ред:

Не забравяйте, че броенето означава добавяне на 1 към предишната цифра или предишното число. За всяка последователност от числа за основно броене пренасянето на 1 продължава да се движи наляво. Когато се появят по-големи числа, той се разширява.

Двоични числа и битове
Числото се състои от символи. Цифра е всеки един от символите в числото. Числата с основа 2 се наричат ​​двоични числа. Цифра с основа 2 се нарича BIT, която обикновено се записва като бит като кратък термин за двоична цифра

1.5 Преобразуване на число от една основа в друга

Преобразуването на число от една база в друга е показано в този раздел. Компютърът работи основно в база 2.

Преобразуване в база 10
Тъй като всеки оценява стойността на число с основа 10, този раздел обяснява преобразуването на число без основа 10 в основа 10. За да преобразувате число в основа 10, умножете всяка цифра в даденото основно число по основата, която е повдигната към индекса на неговата позиция и добавете резултатите.

Всяка цифра за което и да е число във всяка база има индексна позиция, започваща от 0 и от десния край на числото, движейки се наляво. Следните таблици показват позициите на цифровия индекс на D76F16, 61538, 10102 и 678910:

Индекс – > 3 2 1 0
Цифра -> D 7 6 F16

Индекс – > 3 2 1 0
Цифра -> 6 1 5 38

Индекс – > 3 2 1 0
Цифра -> 1 0 1 02

Индекс – > 3 2 1 0
Цифра -> 6 7 8 910

Преобразуването на D76F16 в основа 10 е както следва:

D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160

Забележка: Всяко число, което е повишено до индекс 0, става 1.

163 = 16 x 16 x 16;
162 = 16 х 16
161 = 16
160 = 1

Забележете също така, че в математиката => означава „това означава, че“ и ∴ означава следователно.

В математическия израз всички умножения трябва да бъдат направени първо преди добавяне; това е от последователността BODMAS (първо скоби, последвани от От което все още е умножение, след това последвано от деление, умножение, събиране и изваждане). И така, примерите са както следва:

D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = D x 16 x16 x 16 + 7 x 16 x16 + 6 x 16 + F x 160
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = D x 4096 + 7 x 256 + 6 x 16 + F x 1
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = 53248 + 1792 + 96 + 15
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = 55151

∴ D76F16 = 5515110

Преобразуването на 61538 в основа 10 е както следва:

6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80

Забележка: Всяко число, което е повдигнато до индекс 0, става 1.

83 = 8 x 8 x 8;
82 = 8 х 8
81 = 8
80 = 1

Забележете също така, че в математиката => означава „това означава, че“ и ∴ означава следователно.

В математическия израз всички умножения трябва да бъдат направени първо преди добавяне; това е от последователността BODMAS. И така, примерната демонстрация е следната:

6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 6 x 8 x 8 x 8 + 1 x 8 x 8 + 5 x 8 + 3 x 80
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 6 x 512 + 1 x 64 + 5 x 8 + 3 x 1
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 3072 + 64 + 40 + 3
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 3179

∴ 61538 = 317910

Преобразуването на 10102 в основа 10 е както следва:

1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20

Забележка: Всяко число, което е повдигнато до индекс 0, става 1.

23 = 2 x 2 x 2;
22 = 2 х 2
21 = 2
20 = 1

Забележете също така, че в математиката => означава „това означава, че“ и ∴ означава следователно.

В математическия израз всички умножения трябва да бъдат направени първо преди добавяне; това е от последователността BODMAS. И така, примерната демонстрация е следната:

1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 1 x 2 x 2 x 2 + 0 x 2 x 2 + 1 x 2 + 0 x 10
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 1 x 8 + 0 x 4 + 1 x 2 + 0 x 1
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 8 + 0 + 2 + 0
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 10

∴ 10102 = 1010

Преобразуване от база 2 към база 8 и към база 16
Преобразуването от основа 2 към основа 8 или основа 2 към основа 16 е по-просто от преобразуването от различна основа към друга база като цяло. Освен това числата с основа 2 се оценяват по-добре в база 8 и база 16.

Преобразуване от база 2 към база 8
За да конвертирате от основа 2 в основа 8, групирайте цифрите от основа 2 по три от десния край. След това прочетете всяка група в основа осем. Таблица 1.1 (Преброяване в различни основания), която има съответствия между основа 2 и основа осем за първите осем числа, може да се използва за четене на групите от числа с основа 2 в основа осем.

Пример:
Преобразувайте 1101010101012 в основа 8.

Решение:
Групирането по три отдясно дава следното:

| 110 | 101 | 010 | 101 |

От таблица 1.1 и четене отдясно тук, 1012 е 58 и 0102 е 28, игнорирайки водещата 0. Тогава 1012 все още е 58, а 1102 е 68. И така, в база 8, групите стават:

| 68 | 58 | 28 | 58 |

И за целите на конвенционалното писане:

1101010101012 = 65258

Друг пример:

Преобразувайте 011000101102 в основа 8.

Решение:

011010001102 = | 01 | 101 | 000 | 110 |
=> 011010001102 = | 18 | 58 | 08 | 68 |
∴ 011010001102 = 15068

Имайте предвид, че водещите нули във всяка група се игнорират. Ако всички цифри в групата са нули, всички те се заменят с една нула в новата база.

Преобразуване от база 2 към база 16
За да конвертирате от основа 2 в основа 16, групирайте цифрите от основа 2 по четири от десния край. След това прочетете всяка група в база шестнадесет. Таблица 1.1 (Преброяване в различни основания), която има съответствия между основа 2 и основа шестнадесет за първите шестнадесет числа, може да се използва за четене на групите от числа с основа 2 в основа шестнадесет.

Пример:
Преобразувайте 1101010101012 в основа 16.

Решение:
Групирането по четири отдясно дава следното:

| 1101 | 0101 | 0101 |

От таблица 1.1 и четене отдясно тук, 01012 е 58, игнорирайки водещата 0, 01012 все още е 58, игнорирайки водещата 0, и 11012 е D16. И така, в база 16 групите стават:

D16 | 516 | 516 |

И за целите на конвенционалното писане:

1101010101012 = D5516

Друг пример:
Преобразувайте 11000101102 в основа 16.

Решение:

11010001102 = | 11 | 0100 | 0110 |
=> 11010001102 = | 316 | 416 | 616 |
∴ 11010001102 = 34616

Имайте предвид, че водещите нули във всяка група се игнорират. Ако всички цифри в групата са нули, всички те се заменят с една нула в новата база.

1.6 Преобразуване от база 10 към база 2

Методът на преобразуване е непрекъснато деление на десетичното число (с основа 10) на 2. След това прочетете резултата отдолу, както е показано в следната таблица, за десетичното число 529:

Четейки отдолу, отговорът е 1000010001. За всяка стъпка на делене има дивидент, който се разделя на делителя, за да се получи частното. Частното винаги има цяло число и остатък. Остатъкът може да е нула. При преобразуване към основа 2 последното частно винаги е нула остатък 1.

1.7 Проблеми

На читателя се препоръчва да реши всички задачи в дадена глава, преди да премине към следващата глава.

1. а) Избройте в списък три входни устройства към системния модул на компютър с общо предназначение.
б) Избройте в списък две изходни устройства към системния модул на компютър с общо предназначение.

2. Какъв съвет бихте дали на човек, който иска да се научи да пише, но няма пари или средства за професионални курсове по машинопис?

3. Дайте имената на четири основни вериги (компоненти) на дънната платка на компютър с общо предназначение и накратко обяснете техните роли.

4. Създайте таблица за броене за десет, шестнадесет, осем и две основи с основа шестнадесет числа от 116 до 2016.

5. Преобразувайте следните числа, както се прави в час по математика:
а) 7C6D16 към основа 10
б) 31568 към основа 10
в) 01012 към основа 10

6. Преобразувайте следните числа при основа 8, както се прави в час по математика:
а) 1101010101102
б) 011000101002

7. Преобразувайте следните числа в основа 8, както се прави в час по математика:
а) 1101010101102
б) 11000101002

8. Преобразувайте 102410 по основа две.