Capitolul 1: Calculatorul de uz general și numerele utilizate

Partea 1: Introducere în calculatoare și sisteme de operare
Partea 1.1: Cuprins
Capitolul 1: Calculatorul de uz general și numerele utilizate

Calculatorul este o mașină electronică care este alcătuită din mai multe componente pentru procesarea și stocarea datelor. Datele pot rezulta în text, imagine, sunet sau video.

1.1 Componentele fizice externe ale unui computer de uz general

Următoarea figură prezintă desenul unui computer de uz general cu cele mai utilizate componente:

Figura. 1.1 Computer de uz general

Tastatura, mouse-ul și microfonul sunt dispozitive de intrare. Difuzorul și ecranul (monitorul) sunt dispozitive de ieșire. Unitatea de sistem, denumită computer în diagramă, este cea care face toate calculele. Dispozitivele de intrare și dispozitivele de ieșire se numesc periferice.

Diagrama anterioară este un sistem de calcul turn sau pur și simplu un computer turn. Pentru asta, unitatea de sistem este verticală. Alternativ, unitatea de sistem poate fi proiectată să stea plat pe birou (masă), iar monitorul este pus deasupra acestuia. Un astfel de sistem informatic este denumit sistem computer desktop sau pur și simplu computer desktop.

Următoarea figură este diagrama unui laptop cu numele componentelor externe:

Fig 1.2 Computer laptop

Când cineva se așează, laptopul poate fi pus în poală pentru lucru. Unitatea optică din diagramă este unitatea CD sau DVD. Touch-pad-ul este înlocuitorul mouse-ului. Unitatea de sistem are tastatură.

1.2 Tastarea

Deoarece se așteaptă ca fiecare elită din orice parte a lumii astăzi să poată folosi computerul, atunci fiecare elită trebuie să învețe cum să scrie pe tastatură. Cursurile de tastare pot fi plătite sau gratuite pe internet. Dacă banii sau mijloacele nu sunt acolo pentru cursuri, cititorul trebuie să folosească următoarele sfaturi pentru a ști să tasteze:

Pe tastatura engleză, unul dintre rândurile din mijloc are tastele F și K. Tasta F este în stânga, dar nu la capătul din stânga rândului. Tasta J este în partea dreaptă, dar nu la capătul drept.

Pe ambele mâini ale unei persoane, există degetul mare, degetul arătător, degetul mijlociu, degetul inelar și degetul mic. Înainte de a tasta, degetul arătător al mâinii stângi trebuie să fie deasupra tastei F. Degetul mijlociu trebuie să fie deasupra următoarei taste, mișcându-se spre stânga. Degetul inelar trebuie să urmeze deasupra tastei următoare, iar degetul mic deasupra tastei după, totul spre stânga. Înainte de a tasta, degetul arătător al mâinii drepte trebuie să fie deasupra tastei J. Degetul mijlociu al mâinii drepte trebuie să fie deasupra următoarei taste care se deplasează spre dreapta. Degetul inelar trebuie să urmeze deasupra tastei următoare, iar degetul mic trebuie să fie deasupra tastei după, totul spre dreapta.

Odată cu configurarea mâinilor, ar trebui să utilizați cel mai apropiat deget pentru a apăsa tasta cea mai apropiată dorită de pe tastatură. La început, tastarea ta va fi lentă. Cu toate acestea, tastarea dvs. va fi mai rapidă de-a lungul săptămânilor și lunilor.

Nu abandona niciodată această atitudine, deoarece viteza de tastare crește. De exemplu, nu abandona niciodată utilizarea corectă a ultimelor trei degete ale mâinii stângi. Dacă este abandonat, va fi foarte dificil să reveniți la abordarea corectă de tastare. Prin urmare, viteza de tastare nu se va îmbunătăți atâta timp cât eroarea nu este corectată.

1.3 Placa de baza

Placa de bază este o placă largă și se află în unitatea de sistem. Are circuitul electronic cu componente electronice pe el. Circuitele de pe placa de bază sunt după cum urmează:

Microprocesor
Astăzi, aceasta este o componentă. Este un singur circuit integrat. Are pini pentru a se conecta la restul celorlalte circuite de pe placa de baza

Microprocesorul face toată analiza și calculul de bază pentru placa de bază și întregul sistem informatic.

Circuit de întrerupere hardware
Să presupunem că computerul rulează în prezent un program (aplicație) și că o tastă de pe tastatură este apăsată. Microprocesorul trebuie să fie întrerupt pentru ca acesta să primească codul cheii sau să facă ceea ce se așteaptă să facă ca urmare a apăsării unei anumite taste.

Astfel de întreruperi hardware pot fi făcute în două moduri: fie microprocesorul are un pin pentru semnalul de întrerupere pentru fiecare posibil periferic, fie microprocesorul poate avea doar aproximativ doi pini și există un circuit de întrerupere care precede acești doi pini către microprocesor pentru toate posibilele. periferice. Acest circuit de întrerupere are pini pentru semnalele de întrerupere de la toate perifericele posibile care ar întrerupe microprocesorul.

Circuitul de întrerupere este de obicei un mic circuit integrat, împreună cu câteva componente electronice mici, numite porți.

Acces direct la memorie
Fiecare computer are o memorie doar pentru citire (ROM) și o memorie cu acces aleatoriu (RAM). Dimensiunea ROM-ului este mică și păstrează în permanență doar o mică informație, chiar și atunci când computerul este oprit. Dimensiunea RAM este mare, dar nu la fel de mare ca dimensiunea hard disk-ului.

Când alimentarea este pornită (calculatorul a fost pornit), memoria RAM poate stoca o mulțime de informații. Când computerul este oprit (alimentarea este oprită), toate informațiile din RAM încetează să mai existe.

Atunci când un singur cod de caractere trebuie transferat din memorie la un periferic sau invers, microprocesorul face treaba. Aceasta înseamnă că microprocesorul trebuie să fie activ.

Există momente când o cantitate mare de date trebuie transferată de pe memorie pe disc sau invers. Există un circuit pe placa de bază numit circuit de acces direct la memorie (DMA). Acesta face transferul, la fel ca microprocesorul.

DMA intră în acțiune doar atunci când cantitatea de date de transferat între memorie și dispozitivul de intrare/ieșire (periferic) este mare. Când se întâmplă acest lucru, microprocesorul este liber să continue alte lucrări - și acesta este principalul avantaj de a avea un circuit de acces direct la memorie.

Circuitul DMA este de obicei un IC (Integrated Circuit), împreună cu câteva componente electronice mici numite porți.

Circuitul adaptor al unității de afișare vizuală
Pentru ca datele să se deplaseze de la microprocesor pe ecran, acestea trebuie să treacă prin circuitul adaptor al unității de afișare vizuală de pe placa de bază. Acest lucru se datorează faptului că caracterele sau semnalele de la microprocesor nu sunt potrivite direct pentru ecran.

Alte Circuite
Alte circuite pot fi pe placa de baza. De exemplu, un circuit de sunet pentru difuzor poate fi pe placa de bază. Circuitul de sunet poate veni și ca un circuit de placă de sunet pentru a fi introdus într-un slot de pe placa de bază.

În scopul acestui capitol, este suficient să cunoaștem prezența circuitelor menționate anterior, chiar și fără circuitul sonor.

Microprocesorul mai este numit și Unitatea Centrală de Procesare, care este abreviat CPU. Microprocesorul este abreviat ca µP. CPU înseamnă același lucru cu µP. CPU și µP sunt folosite foarte mult în restul acestui curs de carieră online pentru a însemna ca microprocesor sau unitate centrală de procesare, ambele fiind același lucru.

1.4 Numărarea în diferite baze

Numărarea înseamnă adăugarea a 1 la cifra anterioară sau la numărul anterior. Următoarele sunt zece cifre, inclusiv 0 pentru numărarea în baza 10:

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

Un alt nume pentru bază este radix. Raza sau baza este numărul de cifre distincte dintr-o numărare de bază. Baza zece are zece cifre fără zece care constă din două cifre. După adăugarea de la 1 la 9, se scrie 0 și purtarea lui 1 se scrie chiar în fața lui 0 pentru a avea zece. De fapt, nu există (o singură) cifră pentru nicio bază (orice radix). Rețineți că nu există nicio cifră pentru zece. Zece poate fi scris ca 1010, care este citit ca baza zece unu-zero.

Baza șaisprezece are șaisprezece cifre, inclusiv 0, care sunt:

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

În baza șaisprezece, numerele zece, unsprezece, doisprezece, treisprezece, paisprezece, cincisprezece sunt A, B, C, D, E și, respectiv, F. Ele pot fi scrise și cu litere mici ca: a, b, c, d, e, f. Rețineți că nu există nicio cifră pentru șaisprezece.

În baza șaisprezece, după ce se adaugă 1 la F, 0 se notează și purtarea lui 1 este scrisă chiar în fața lui 0 pentru a avea 1016 care se citește ca baza șaisprezece unu-zero.

Baza opt are opt cifre, inclusiv 0, care sunt:

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

Rețineți că nu există nicio cifră pentru opt.

În baza opt, după adăugarea de la 1 la 7, se notează 0 și se scrie purtarea lui 1 chiar în fața lui 0 pentru a avea 108, care se citește ca bază opt unu-zero.

Baza doi are două cifre, inclusiv 0, care sunt:

0, 1

Rețineți că nu există nicio cifră pentru doi.

În baza doi, după adăugarea de la 1 la 1, 0 se notează și purtarea lui 1 este scrisă chiar în fața lui 0 pentru a avea 102 care se citește ca bază 2 unu-zero.

În tabelul următor, numărarea se face de la unu la unu-zero baza șaisprezece. Numerele corespunzătoare din baza zece, baza opt și baza doi sunt, de asemenea, date în fiecare rând:

Amintiți-vă că numărarea înseamnă adăugarea a 1 la cifra anterioară sau la numărul anterior. Pentru orice succesiune de numere de numărare de bază, transportul lui 1 continuă să se deplaseze spre stânga. Pe măsură ce apar numerele mai mari, se lărgește.

Numere binare și biți
Un număr este format din simboluri. O cifră este oricare dintre simbolurile din număr. Numerele de bază 2 se numesc numere binare. O cifră de bază 2 se numește BIT, care este scris în mod obișnuit ca bit ca pe termen scurt pentru cifra binară

1.5 Conversia unui număr de la o bază la alta

Convertirea unui număr de la o bază la alta este prezentată în această secțiune. Calculatorul funcționează practic în baza 2.

Conversie la baza 10
Deoarece toată lumea apreciază valoarea unui număr în baza 10, această secțiune explică conversia unui număr non-bază 10 în baza 10. Pentru a converti un număr în baza 10, înmulțiți fiecare cifră din numărul de bază dat cu baza care este ridicată. la indexul poziției sale și adăugați rezultatele.

Fiecare cifră pentru orice număr din orice bază are o poziție de index care începe de la 0 și de la capătul din dreapta al numărului, deplasându-se spre stânga. Următoarele tabele arată pozițiile indexului cifrelor D76F16, 61538, 10102 și 678910:

Indice – > 3 2 1 0
Cifra -> D 7 6 F16

Indice – > 3 2 1 0
Cifra -> 6 1 5 38

Indice – > 3 2 1 0
Cifra -> 1 0 1 02

Indice – > 3 2 1 0
Cifra -> 6 7 8 910

Convertirea D76F16 în baza 10 este după cum urmează:

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

Notă: Orice număr care este ridicat la indicele 0 devine 1.

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

Rețineți, de asemenea, că în matematică, => înseamnă „acest lucru implică faptul că” și ∴ înseamnă prin urmare.

Într-o expresie matematică, toate înmulțirile trebuie făcute mai întâi înainte de adunare; aceasta este din secvența BODMAS (întâi paranteze, urmate de Din care este încă înmulțire, apoi urmată de Împărțire, Înmulțire, Adunare și Scădere). Deci, exemplele sunt următoarele:

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

Convertirea 61538 în baza 10 este după cum urmează:

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

Notă: Orice număr care este ridicat la indicele 0 devine 1.

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

Rețineți, de asemenea, că în matematică, => înseamnă „acest lucru implică faptul că” și ∴ înseamnă prin urmare.

Într-o expresie matematică, toate înmulțirile trebuie făcute mai întâi înainte de adunare; aceasta este din secvența BODMAS. Deci, exemplul de demonstrație este după cum urmează:

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

Convertirea 10102 în baza 10 este după cum urmează:

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

Notă: Orice număr care este ridicat la indicele 0 devine 1.

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

Rețineți, de asemenea, că în matematică, => înseamnă „acest lucru implică faptul că” și ∴ înseamnă prin urmare.

Într-o expresie matematică, toate înmulțirile trebuie făcute mai întâi înainte de adunare; aceasta este din secvența BODMAS. Deci, exemplul de demonstrație este după cum urmează:

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

Conversie de la baza 2 la baza 8 și la baza 16
Conversia de la baza 2 la baza 8 sau baza 2 la baza 16 este mai simplă decât conversia de la o bază diferită la o altă bază, în general. De asemenea, numerele din baza 2 sunt mai bine apreciate în baza 8 și în baza 16.

Conversie de la baza 2 la baza 8
Pentru a converti de la baza 2 la baza 8, grupați cifrele de bază 2 în trei, de la capătul din dreapta. Apoi, citiți fiecare grup în baza opt. Tabelul 1.1 (Numărarea în diferite radixe), care are corespondențe între baza 2 și baza opt pentru primele opt numere, poate fi folosit pentru a citi grupurile de numere de bază 2 în baza opt.

Exemplu:
Convertiți 1101010101012 în baza 8.

Soluţie:
Gruparea în trei, din dreapta, dă următoarele:

| 110 | 101 | 010 | 101 |

Din tabelul 1.1 și citind din dreapta aici, 1012 este 58 și 0102 este 28, ignorând primul 0. Apoi, 1012 este încă 58, iar 1102 este 68. Deci, în baza 8, grupurile devin:

| 68 | 58 | 28 | 58 |

Și în scopul scrierii convenționale:

1101010101012 = 65258

Alt exemplu:

Convertiți 011000101102 în baza 8.

Soluţie:

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

Rețineți că zerourile de început din fiecare grup sunt ignorate. Dacă toate cifrele dintr-un grup sunt zerouri, toate sunt înlocuite cu un zero în noua bază.

Conversie de la baza 2 la baza 16
Pentru a converti de la baza 2 la baza 16, grupați cifrele de bază 2 în patru, de la capătul din dreapta. Apoi, citiți fiecare grup în baza șaisprezece. Tabelul 1.1 (Numărarea în diferite radixe), care are corespondențe între baza 2 și baza șaisprezece pentru primele șaisprezece numere, poate fi folosit pentru a citi grupurile de numere de bază 2 în baza șaisprezece.

Exemplu:
Convertiți 1101010101012 în baza 16.

Soluţie:
Gruparea în patru, din dreapta, dă următoarele:

| 1101 | 0101 | 0101 |

Din tabelul 1.1 și citind din dreapta aici, 01012 este 58 ignorând primul 0, 01012 este încă 58 ignorând primul 0, iar 11012 este D16. Deci, în baza 16, grupurile devin:

D16 | 516 | 516 |

Și în scopul scrierii convenționale:

1101010101012 = D5516

Alt exemplu:
Convertiți 11000101102 în baza 16.

Soluţie:

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

Rețineți că zerourile de început din fiecare grup sunt ignorate. Dacă toate cifrele dintr-un grup sunt zerouri, toate sunt înlocuite cu un zero în noua bază.

1.6 Conversia de la baza 10 la baza 2

Metoda de conversie este o împărțire continuă a numărului zecimal (în baza 10) la 2. Apoi, citiți rezultatul de jos, după cum ilustrează următorul tabel, pentru numărul zecimal de 529:

Citind de jos, răspunsul este 1000010001. Pentru orice pas de împărțire, există dividendul care este împărțit de divizor pentru a da câtul. Coeficientul are întotdeauna un număr întreg și un rest. Restul poate fi zero. La conversia la baza 2, ultimul cot este întotdeauna zero restul 1.

1.7 Probleme

Cititorul este sfătuit să rezolve toate problemele dintr-un capitol înainte de a trece la capitolul următor.

1. a) Listați pe listă trei dispozitive de intrare la unitatea de sistem a unui computer de uz general.
b) Listați pe listă două dispozitive de ieșire către unitatea de sistem a unui computer de uz general.

2. Ce sfaturi ai da unei persoane care doreste sa invete dactilografia, dar nu are bani sau mijloace pentru cursuri de dactilografiere profesionale?

3. Dați numele a patru circuite (componente) principale ale plăcii de bază a unui computer de uz general și explicați pe scurt rolurile acestora.

4. Produceți un tabel de numărare pentru bazele zece, șaisprezece, opt și două cu numere de bază șaisprezece de la 116 la 2016 .

5. Convertiți următoarele numere așa cum se face într-o clasă de matematică:
a) 7C6D16 la baza 10
b) 31568 la baza 10
c) 01012 la baza 10

6. Convertiți următoarele numere în baza 8 așa cum se face într-o clasă de matematică:
a) 1101010101102
b) 011000101002

7. Convertiți următoarele numere în baza 8 așa cum se face într-o clasă de matematică:
a) 1101010101102
b) 11000101002

8. Convertiți 102410 în baza doi.