Luku 1: Yleiskäyttöinen tietokone ja käytetyt numerot

Osa 1: Johdatus tietokoneisiin ja käyttöjärjestelmiin
Osa 1.1: Sisällysluettelo
Luku 1: Yleiskäyttöinen tietokone ja käytetyt numerot

Tietokone on elektroninen kone, joka koostuu useista komponenteista tietojen käsittelyä ja tallentamista varten. Tiedot voivat johtaa tekstiin, kuvaan, ääneen tai videoon.

1.1 Yleiskäyttöisen tietokoneen ulkoiset fyysiset komponentit

Seuraavassa kuvassa on piirros yleiskäyttöisestä tietokoneesta, jossa on eniten käytetyt komponentit:

Kuva. 1.1 Yleiskäyttöinen tietokone

Näppäimistö, hiiri ja mikrofoni ovat syöttölaitteita. Kaiutin ja näyttö (näyttö) ovat lähtölaitteita. Järjestelmäyksikkö, jota kaaviossa kutsutaan tietokoneeksi, tekee kaiken laskennan. Syöttölaitteita ja tulostuslaitteita kutsutaan oheislaitteiksi.

Edellinen kaavio on tornitietokonejärjestelmä tai yksinkertaisesti tornitietokone. Tätä varten järjestelmäyksikkö on pystyasennossa. Vaihtoehtoisesti järjestelmäyksikkö voidaan suunnitella makaamaan tasaisesti pöydällä (pöydällä) ja näyttö asetetaan sen päälle. Tällaista tietokonejärjestelmää kutsutaan pöytätietokonejärjestelmäksi tai yksinkertaisesti pöytätietokoneeksi.

Seuraava kuva on kannettavan tietokoneen kaavio ulkoisten komponenttien nimillä:

Kuva 1.2 Kannettava tietokone

Kun joku istuu alas, kannettava tietokone voidaan laittaa hänen syliinsä työtä varten. Kaavion optinen asema on CD- tai DVD-asema. Kosketuslevy on hiiren korvike. Järjestelmäyksikössä on näppäimistö.

1.2 Kirjoittaminen

Koska jokaisen eliitin missä tahansa osassa maailmaa nykyään odotetaan osaavan käyttää tietokonetta, jokaisen eliitin on opittava kirjoittamaan näppäimistöllä. Kirjoitustunnit voidaan maksaa tai ilmaiseksi Internetissä. Jos rahaa tai varoja ei ole luokille, lukijan on käytettävä seuraavia neuvoja osatakseen kirjoittaa:

Englanninkielisessä näppäimistössä yhdellä keskirivillä on F- ja K-näppäimet. F-näppäin on vasemmalla, mutta ei rivin vasemmassa päässä. J-näppäin on oikealla, mutta ei oikeassa päässä.

Ihmisen kummassakin kädessä on peukalo, etusormi, keskisormi, nimetön sormi ja pikkusormi. Ennen kirjoittamista vasemman käden etusormen on oltava F-näppäimen yläpuolella. Keskisormen tulee olla seuraavan vasemmalle päin liikkuvan näppäimen yläpuolella. Nimetön sormen on seurattava seuraavan näppäimen yläpuolella ja pikkusormen jälkeen avaimen yläpuolella, kaikki vasemmalle. Ennen kirjoittamista oikean käden etusormen on oltava J-näppäimen yläpuolella. Oikean käden keskisormen tulee olla seuraavan oikealle liikkuvan näppäimen yläpuolella. Nimetön sormen on seurattava seuraavan näppäimen yläpuolella ja pikkusormen on oltava avaimen yläpuolella sen jälkeen, kaikki oikealle.

Käsien asennuksen yhteydessä sinun tulee painaa lähintä sormea ​​aiottua lähintä näppäimistön näppäintä. Alussa kirjoittaminen on hidasta. Kirjoituksesi on kuitenkin nopeampaa viikkojen ja kuukausien aikana.

Älä koskaan hylkää tätä asennetta, sillä kirjoitusnopeus kasvaa. Älä esimerkiksi koskaan hylkää vasemman käden kolmen viimeisen sormen oikeaa käyttöä. Jos se hylätään, on erittäin vaikea palata oikeaan kirjoitustapaan. Näin ollen kirjoitusnopeus ei parane niin kauan kuin virhettä ei korjata.

1.3 Emolevy

Emolevy on leveä levy ja se on järjestelmäyksikössä. Siinä on elektroniset piirit elektronisilla komponenteilla. Emolevyn piirit ovat seuraavat:

Mikroprosessori
Nykyään tämä on yksi komponentti. Se on yksi integroitu piiri. Siinä on nastat, joilla se voidaan liittää muihin emolevyn piireihin

Mikroprosessori suorittaa kaikki emolevyn ja koko tietokonejärjestelmän analyysit ja ydinlaskenta.

Laitteiston keskeytyspiiri
Oletetaan, että tietokoneessa on parhaillaan käynnissä jokin ohjelma (sovellus) ja näppäimistön näppäintä painetaan. Mikroprosessori on keskeytettävä, jotta se vastaanottaa avainkoodin tai tekee sen, mitä sen odotetaan tekevän tietyn näppäimen painalluksen seurauksena.

Tällaiset laitteistokeskeytykset voidaan tehdä kahdella tavalla: joko mikroprosessorissa on yksi nasta keskeytyssignaalia varten jokaista mahdollista oheislaitetta varten tai mikroprosessorissa voi olla vain noin kaksi nastaa ja on keskeytyspiiri, joka edeltää näitä kahta nastaa mikroprosessoria kohti kaikissa mahdollisissa oheislaitteet. Tässä keskeytyspiirissä on nastat keskeytyssignaaleille kaikista mahdollisista oheislaitteista, jotka keskeyttäisivät mikroprosessorin.

Keskeytyspiiri on yleensä yksi pieni integroitu piiri yhdessä joidenkin pienten elektronisten komponenttien, joita kutsutaan porteiksi, kanssa.

Suora pääsy muistiin
Jokaisessa tietokoneessa on lukumuisti (ROM) ja Random Access Memory (RAM). ROM-muistin koko on pieni ja se säilyttää vain pienen tiedon pysyvästi, vaikka tietokone olisi sammutettu. RAM-muistin koko on suuri, mutta ei niin suuri kuin kiintolevyn koko.

Kun virta on päällä (tietokone on käynnistetty), RAM-muistiin mahtuu paljon tietoa. Kun tietokone sammutetaan (virta on pois päältä), kaikki RAM-muistin tiedot lakkaavat olemasta.

Kun yksimerkkinen koodi on siirrettävä muistista oheislaitteeseen tai päinvastoin, mikroprosessori hoitaa työn. Tämä tarkoittaa, että mikroprosessorin on oltava aktiivinen.

Joskus on siirrettävä suuri määrä tietoa muistista levylle tai päinvastoin. Emolevyssä on piiri, jota kutsutaan DMA (Direct Memory Access) -piiriksi. Tämä suorittaa siirron, aivan kuten mikroprosessori.

DMA toimii vain, kun muistin ja syöttö-/tulostuslaitteen (oheislaitteen) välillä siirrettävän tiedon määrä on suuri. Kun näin tapahtuu, mikroprosessori voi vapaasti jatkaa muita töitä – ja se on suoran muistin käyttöpiirin tärkein etu.

DMA-piiri on yleensä IC (Integrated Circuit) yhdessä joidenkin pienten elektronisten komponenttien, kuten porttien, kanssa.

Näytön näyttöyksikön sovitinpiiri
Jotta tiedot siirtyisivät mikroprosessorista näytölle, sen on läpäistävä emolevyn visuaalisen näyttöyksikön sovitinpiiri. Tämä johtuu siitä, että mikroprosessorin merkit tai signaalit eivät sovellu suoraan näytölle.

Muut piirit
Muut piirit voivat olla emolevyllä. Esimerkiksi kaiuttimen äänipiiri voi olla emolevyllä. Äänipiiri voi olla myös äänikorttipiiri, joka asetetaan emolevyn paikkaan.

Tätä lukua varten riittää, että tietää edellä mainittujen piirien olemassaolo, myös ilman äänipiiriä.

Mikroprosessoria kutsutaan myös keskusprosessoriyksiköksi, josta käytetään lyhennettä CPU. Mikroprosessori on lyhenne µP. CPU tarkoittaa samaa kuin µP. Prosessoria ja µP:tä käytetään paljon tämän online-urakurssin loppuosassa tarkoittaen mikroprosessoria tai keskusyksikköä, jotka molemmat ovat sama asia.

1.4 Laskenta eri perusteilla

Laskeminen tarkoittaa 1:n lisäämistä edelliseen numeroon tai edelliseen numeroon. Seuraavat ovat kymmenen numeroa, mukaan lukien 0 laskentaperusteena 10:

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

Toinen perustan nimi on radix. Kantaluku tai kantaluku on erillisten numeroiden määrä kantalaskennassa. Peruskymmenessä on kymmenen numeroa ilman kymmenen, joka koostuu kahdesta numerosta. Kun 1 on lisätty yhdeksään, kirjoitetaan 0 ja 1:n kantaminen kirjoitetaan juuri 0:n eteen, jotta saadaan kymmenen. Itse asiassa millään kantaluvulla ei ole (yksittäistä) numeroa. Huomaa, että kymmenellä ei ole numeroa. Kymmenen voidaan kirjoittaa muodossa 1010, joka luetaan ykkös-nolla-kantakymmenenä.

Perusluvussa kuusitoista on kuusitoista numeroa, mukaan lukien 0, jotka ovat:

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

Peruskuudentoista luvut kymmenen, yksitoista, kaksitoista, kolmetoista, neljätoista, viisitoista ovat A, B, C, D, E ja F. Ne voidaan kirjoittaa myös pienillä kirjaimilla seuraavasti: a, b, c, d, e, f. Huomaa, että 16:lla ei ole numeroa.

Kantaessa kuusitoista, sen jälkeen kun 1 on lisätty F:ään, 0 kirjoitetaan ylös ja 1:n siirto kirjoitetaan juuri 0:n eteen, jotta saadaan 1016, joka luetaan yksi-nolla-kantakuudentoista.

Peruskahdeksassa on kahdeksan numeroa, mukaan lukien 0, jotka ovat:

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

Huomaa, että kahdeksalla ei ole numeroa.

Kahdeksan kantaan, kun luvut 1 on lisätty 7:ään, 0 kirjoitetaan muistiin ja 1:n siirto kirjoitetaan juuri 0:n eteen, jolloin saadaan 108, joka luetaan ykkös-nolla-kahdeksaana.

Peruskakkosessa on kaksi numeroa, mukaan lukien 0, jotka ovat:

0, 1

Huomaa, että kahdella ei ole numeroa.

Kahdessa kannassa 1:n lisäämisen jälkeen 0 kirjoitetaan muistiin ja 1:n siirto kirjoitetaan juuri 0:n eteen, jolloin saadaan 102, joka luetaan 1-nolla-kanta 2:na.

Seuraavassa taulukossa laskenta suoritetaan yhdestä yhteen nollaan kantaluku kuusitoista. Jokaisella rivillä on myös vastaavat numerot kymmenessä, kahdeksassa ja kahdessa:

Muista, että laskeminen tarkoittaa 1:n lisäämistä edelliseen numeroon tai edelliseen numeroon. Jokaisessa peruslaskennan numerosarjassa 1:n kantaminen jatkaa liikkumista vasemmalle. Mitä suurempia lukuja tulee, se laajenee.

Binääriluvut ja bitit
Numero koostuu symboleista. Numero on mikä tahansa numerossa olevista symboleista. Base 2 -lukuja kutsutaan binääriluvuiksi. 2 perusnumeroa kutsutaan BITiksi, joka kirjoitetaan tavallisesti bitiksi binaarisen digiT:n lyhyt termi.

1.5 Numeron muuntaminen tukiasemasta toiseen

Tässä osiossa esitetään luvun muuntaminen kannasta toiseen. Tietokone toimii periaatteessa base 2:ssa.

Muunnos Base 10:een
Koska kaikki arvostavat luvun arvoa kantaluvussa 10, tässä osiossa selitetään ei-kantaluvun 10 luvun muuntaminen kantaluvuksi 10. Jos haluat muuntaa luvun kantaluvuksi 10, kerro jokainen annetussa kantaluvussa oleva luku korotetulla kantaluvulla. sijaintinsa hakemistoon ja lisää tulokset.

Jokaisella minkä tahansa kantaosan numeron numerolla on indeksipaikka, joka alkaa 0:sta ja numeron oikeasta päästä vasemmalle. Seuraavat taulukot näyttävät numeroiden D76F16, 61538, 10102 ja 678910 numeroiden indeksipaikat:

Indeksi – > 3 2 1 0
Numero -> D 7 6 F16

Indeksi – > 3 2 1 0
Numero -> 6 1 5 38

Indeksi – > 3 2 1 0
Numero -> 1 0 1 02

Indeksi – > 3 2 1 0
Numero -> 6 7 8 910

D76F16:n muuntaminen base 10:ksi tapahtuu seuraavasti:

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

Huomautus: Mikä tahansa luku, joka korotetaan indeksiin 0, tulee 1:ksi.

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

Huomaa myös, että matematiikassa => tarkoittaa 'tämä tarkoittaa sitä' ja ∴ tarkoittaa siis.

Matemaattisessa lausekkeessa kaikki kertolaskut on tehtävä ensin ennen yhteenlaskua; tämä on BODMAS-sekvenssistä (sulut ensin, jonka jälkeen Josta on vielä kertolasku, sitten jako, kertolasku, yhteen- ja vähennyslasku). Joten esimerkit ovat seuraavat:

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

∴ D76F16 = 5515110

61538:n muuntaminen perusarvoksi 10 tapahtuu seuraavasti:

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

Huomautus: Mikä tahansa luku, joka korotetaan indeksiin 0, tulee 1:ksi.

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

Huomaa myös, että matematiikassa => tarkoittaa 'tämä tarkoittaa sitä' ja ∴ tarkoittaa siis.

Matemaattisessa lausekkeessa kaikki kertolaskut on tehtävä ensin ennen yhteenlaskua; tämä on BODMAS-sekvenssistä. Joten esimerkkiesittely on seuraava:

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

10102:n muuntaminen perusarvoksi 10 tapahtuu seuraavasti:

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

Huomautus: Mikä tahansa luku, joka korotetaan indeksiin 0, tulee 1:ksi.

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

Huomaa myös, että matematiikassa => tarkoittaa 'tämä tarkoittaa sitä' ja ∴ tarkoittaa siis.

Matemaattisessa lausekkeessa kaikki kertolaskut on tehtävä ensin ennen yhteenlaskua; tämä on BODMAS-sekvenssistä. Joten esimerkkiesittely on seuraava:

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

Muunnos Base 2:sta Base 8:ksi ja Base 16:ksi
Muuntaminen kannasta 2 kantaan 8 tai kanta 2 kantaan 16 on yksinkertaisempaa kuin muuntaminen eri kannasta toiseen kantaan yleensä. Myös perus 2 numerot ovat paremmin arvostettuja kanta 8 ja kanta 16.

Muunnos Base 2:sta Base 8:ksi
Jos haluat muuntaa perusluvusta 2 perusnumeroksi 8, ryhmittele perusnumerot kolmeen oikeasta päästä. Lue sitten jokainen ryhmä kahdeksalta. Taulukko 1.1 (Laskeminen eri kantalukuissa), jossa on kahdeksan ensimmäisen luvun vastaavuuksia, voidaan käyttää kantaluvun 2 lukuryhmien lukemiseen kahdeksaslukuisiksi.

Esimerkki:
Muunna 1101010101012 perustaksi 8.

Ratkaisu:
Ryhmittely kolmeen oikealta antaa seuraavan:

| 110 | 101 | 010 | 101 |

Taulukosta 1.1 ja luettuna oikealta täältä, 1012 on 58 ja 0102 on 28, jättäen huomioimatta johtavan 0:n. Sitten 1012 on edelleen 58 ja 1102 on 68. Joten kantassa 8 ryhmistä tulee:

| 68 | 58 | 28 | 58 |

Ja tavanomaista kirjoittamista varten:

1101010101012 = 65258

Toinen esimerkki:

Muunna 011000101102 perustaksi 8.

Ratkaisu:

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

Huomaa, että jokaisen ryhmän etunollat ​​jätetään huomioimatta. Jos kaikki ryhmän numerot ovat nollia, ne kaikki korvataan yhdellä nollalla uudessa kannassa.

Muunnos Base 2:sta Base 16:een
Jos haluat muuntaa perusluvusta 2 kantaluvuksi 16, ryhmittele 2 perusnumeroa neljään oikeasta päästä. Lue sitten jokainen ryhmä kuudestoista kannasta. Taulukko 1.1 (Laskeminen eri kantalukuissa), jossa on vastaavuudet kantaluvun 2 ja kantaluvun 16 välillä ensimmäisten kuudentoista luvun osalta, voidaan käyttää kantalukujen 2 ryhmien lukemiseen kantaluvuksi 16.

Esimerkki:
Muunna 1101010101012 perustaksi 16.

Ratkaisu:
Ryhmittely neljään oikealta antaa seuraavan:

| 1101 | 0101 | 0101 |

Taulukosta 1.1 ja lukemalla oikealta täältä, 01012 on 58 jättäen huomioimatta etun nollan, 01012 on edelleen 58 jättäen huomioimatta etun nollan ja 11012 on D16. Joten 16:ssa ryhmistä tulee:

D16 | 516 | 516 |

Ja tavanomaista kirjoittamista varten:

1101010101012 = D5516

Toinen esimerkki:
Muunna 11000101102 perustaksi 16.

Ratkaisu:

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

Huomaa, että jokaisen ryhmän etunollat ​​jätetään huomioimatta. Jos kaikki ryhmän numerot ovat nollia, ne kaikki korvataan yhdellä nollalla uudessa kannassa.

1.6 Muunnos Base 10:stä Base 2:een

Muunnosmenetelmä on desimaaliluvun (kantaluvussa 10) jatkuva jako 2:lla. Lue sitten tulos alhaalta, kuten seuraava taulukko osoittaa, desimaaliluvulle 529:

Alhaalta luettuna vastaus on 1000010001. Jokaisessa jakovaiheessa on osinko, joka jaetaan jakajalla, jolloin saadaan osamäärä. Osamäärässä on aina kokonaisluku ja jäännös. Loppuosa voi olla nolla. Muunnettaessa kantaluvuksi 2 viimeinen osamäärä on aina nolla jäännös 1.

1.7 Ongelmia

Lukijaa kehotetaan ratkaisemaan kaikki luvun ongelmat ennen siirtymistä seuraavaan lukuun.

1. a) Listaa luetteloon kolme syöttölaitetta yleiskäyttöisen tietokoneen järjestelmäyksikköön.
b) Listaa luetteloon kaksi lähtölaitetta yleiskäyttöisen tietokoneen järjestelmäyksikköön.

2. Mitä neuvoja antaisit henkilölle, joka haluaa oppia konekirjoituksen, mutta jolla ei ole rahaa tai keinoja ammattimaiseen konekirjoitustunneille?

3. Anna yleistietokoneen emolevyn neljän pääpiirin (komponentin) nimet ja selitä lyhyesti niiden roolit.

4. Luo laskentataulukko kymmenelle, kuudentoista, kahdeksalle ja kahdelle kantaluvulle kuusitoista kantaluvuilla 116–2016.

5. Muunna seuraavat luvut kuten matematiikan luokassa:
a) 7C6D16 kantaan 10
b) 31568 kantaan 10
c) 01012 kantaan 10

6. Muunna seuraavat luvut kantaluvuksi 8, kuten se tehdään matematiikan luokassa:
a) 1101010101102
b) 011000101002

7. Muunna seuraavat luvut kantaluvuksi 8, kuten se tehdään matematiikan luokassa:
a) 1101010101102
b) 11000101002

8. Muunna 102410 peruskaksi.