Представление данных в памяти ЭВМ

Для физического представления чисел необходимы элементы, способные находиться в одном из нескольких устойчивых состояний.

Для двоичной системы счисления таких состояний должно быть два (грубо говоря — выключатель включен (этому состоянию логически соответствует 1) и выключатель выключен (этому состоянию логически соответствует 0).

Проверив дома состояние всех ламп, вы можете составить некоторое двоичное число. Причем это число меняется в зависимости от того, где вы включили или выключили лампу.

Для восьмеричной системы счисления таких состояний должно быть 8, для шестнадцатеричной — 16 и т.д. Естественно, такое количество состояний вызывает трудности при их реализации.

Число состояний всегда должно быть равно основанию системы счисления. Совершенно очевидно, что наиболее простыми с точки зрения технической реализации являются так называемые двухпозиционные элементы, способные находиться в одном из двух устойчивых состояний, например: электромагнитное реле замкнуто или разомкнуто, ферромагнитная поверхность намагничена или размагничена и т.д.

Простота технической реализации двухпозиционных элементов обеспечила наибольшее распространение в ЭВМ двоичной системы счисления.

Кроме того, в информатике используется также восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления. Основания этих систем соответствуют целым степеням 2, поэтому для них исключительно просты правила перевода в двоичную систему счисления и наоборот.

Любая информация представляется в ЭВМ в виде двоичных кодов. Отдельные элементы двоичного кода, принимающие значение 0 или 1 называются разрядами или битами.

Хранит информацию блок машины называемой памятью. Условно блок памяти изобразим прямоугольником. По своему строению блок памяти напоминает почтовые ящики, которые висят в наших подъездах. Каждый ящик имеет свой номер (будем говорить адрес) и некоторое пространство для того, чтобы там положили информацию (газеты, журналы и т. д.). Память тоже делится на отсеки (ячейки) и каждый «отсек» имеет свой номер. Наименьшей неделимой единицей информации, которой можно присвоить адрес является байт(в современных ЭВМ под байт отводят 8 разрядов). Номера начинаются с нуля и заканчиваются некоторым числом «n». Значение n зависит от типа ЭВМ.

Память хранит:

n данные (так называемая область данных)

n программы (область программ)

n служебную информацию (она называется системной, и область также называется системной, таких областей в памяти две).

Память «начинается» системной областью и «заканчивается» системной областью.

Итак, память подразделяется на ячейки(разрядные сетки) обратиться к которым можно по их адресам.

Каждая ячейка памяти подразделяется на разряды или биты.

Условно разрядную сетку можно изобразить в виде узкого прямоугольника с делениями для разрядов (битов).

Разрядная сетка

Каждому разряду (биту) соответствует один физический элемент. Логически это 1, либо 0.

Количество разрядов (m) разрядной сетки зависит от типа ЭВМ.

Повторим,что минимальной адресуемой единицей информации, обрабатываемой в ЭВМ является байт. Байт состоит из восьми двоичных разрядов.

Байты могут быть объединены (2 байта –машинное слово, 4 байта – двойное слово).