Αναπαράσταση Δεδομένων Βασικές έννοιες της Πληροφορικής

και της επιστήμης των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών

2

Οι πληροφορίες στο εσωτερικό του υπολογιστή.Για να καταλάβουμε τι συμβαίνει στο εσωτερικό ενός υπολογιστή πρέπει πρώτα να καταλάβουμε πως ο υπολογιστής αντιλαμβάνεται τις πληροφορίες στα κυκλώματα του:

Όταν κάποιος χρήστης πατήσει ένα πλήκτρο στο πληκτρολόγιο.

Ένα ηλεκτρικό σήμα στέλνεται στην κεντρική μονάδα του υπολογιστή.

Αυτό μετατρέπεται σε ένα κωδικό από 8 bit και αποθηκεύεται στην μνήμη για επεξεργασία.

Μετά την επεξεργασία ο δυαδικός κωδικός στέλνεται στην οθόνη, μετατρέπεται στο σχήμα του γράμματος και εμφανίζεται.

3

Οι πληροφορίες στο εσωτερικό του υπολογιστή. Τα κυκλώματα ενός υπολογιστή

αντιλαμβάνονται μόνο ηλεκτρικά σήματα που διέρχονται μέσα από αυτά.

Στα κυκλώματα του υπολογιστή, τον επεξεργαστή και την μνήμη του, οι πληροφορίες υπάρχουν με την μορφή ηλεκτρικού σήματος.

Ένα συγκεκριμένο ηλεκτρικό σήμα αναπαριστά το ψηφίο 0 και κάποιο άλλο ηλεκτρικό σήμα το ψηφίο 1.

4

Οι πληροφορίες στο εσωτερικό του υπολογιστή. Μέσα στον σκληρό δίσκο και τη δισκέτα οι

πληροφορίες είναι αποθηκευμένες με μαγνητική μορφή.

Ένα συγκεκριμένο μαγνητικό φορτίο αναπαριστά το ψηφίο 0 και κάποιο άλλο το ψηφίο 1.

Με παρόμοιους τρόπους υπάρχουν οι πληροφορίες και στα υπόλοιπα εξαρτήματα αποθήκευσης του υπολογιστή, όπως το CD, το DVD και το Memory Stick, κτλ.

5

Οι πληροφορίες σε δυαδική μορφή. Έτσι, στο εσωτερικό του υπολογιστή οι

πληροφορίες δεν υπάρχουν με την μορφή που τις αναγνωρίζουμε εμείς.

Αναπαριστώνται με μια απέραντη σειρά από 0 και 1, δηλαδή σε δυαδική μορφή.

Εμφανίζονται σαν κείμενο μόνο στην οθόνη του υπολογιστή ή όταν τις εκτυπώσουμε.

6

Δυαδικά ψηφία.

Τα δύο αυτά ψηφία, 0 και 1, ονομάζονται δυαδικά ψηφία ή bit (από το binary digit) και είναι τα δύο ψηφία που απαρτίζουν το δυαδικό σύστημα (binary system).

Αν βάλουμε δυαδικά ψηφία (0 και 1) σε ομάδες μπορούμε να φτιάξουμε κωδικούς, οι οποίοι να αντιπροσωπεύουν κάποια μικρή ποσότητα πληροφορίας o καθένας.

7

Bit και Byte

Έτσι, οι πληροφορίες μας αναπαριστώνται στον υπολογιστή σαν μια σειρά από τέτοιους κωδικούς.

Οι κωδικοί αυτοί αποτελούνται από 8 bits και ονομάζονται Byte.

Το Byte λοιπόν είναι σημαντικό γιατί αντιπροσωπεύει κάποια μικρή ποσότητα πληροφορίας.

8

Χαρακτήρες και Αριθμοί

Οι περισσότερες από τις πληροφορίες που χρειάζεται να αποθηκεύσουμε είναι είτε χαρακτήρες είτε αριθμοί.

Πιο κάτω θα μάθουμε πως αναπαριστούμε χαρακτήρες και αριθμούς με κωδικούς από τα δυαδικά ψηφία 0 και 1.

9

Αναπαράσταση Χαρακτήρωνκώδικας ASCII Ο κώδικας ASCII είναι ο πιο συνηθισμένος

τρόπος αναπαράστασης χαρακτήρων σε ένα υπολογιστή:

Κάθε χαρακτήρας έχει ένα δικό του ξεχωριστό κωδικό για να ξεχωρίζει από τους υπόλοιπους χαρακτήρες.

10

Αναπαράσταση Χαρακτήρωνκώδικας ASCII Υπάρχει ένας κωδικός για καθένα από:

τα 26 κεφαλαία γράμματα του αγγλικού αλφαβήτου, τα 26 μικρά γράμματα, τα 10 αριθμητικά ψηφία (0, 1, ..., 9), τα σημεία στίξης (,.!?-* κτλ) και κάποιους άλλους ειδικούς χαρακτήρες.

Υπάρχουν επίσης κωδικοί για τα γράμματα άλλων γλωσσών, όπως τα 24 κεφαλαία ελληνικά γράμματα και τα 24 μικρά ελληνικά γράμματα.

11

Αναπαράσταση Χαρακτήρωνκώδικας ASCII - παράδειγμα Χρησιμοποιώντας τον

κώδικα ASCII: το γράμμα «Α» αναπαριστάται με...

τον κωδικό «0100 0001» το γράμμα «L» με...

τον κωδικό «0100 1100» το γράμμα «W» με...

τον κωδικό «0101 0111» το αριθμητικό ψηφίο «7» με...

τον κωδικό «0011 0111»

12

Αναπαράσταση ΧαρακτήρωνEBCDIC και UNICODE Ο κώδικας ASCII δεν είναι ο μόνος τρόπος

κωδικοποίησης χαρακτήρων. Η εταιρεία ΙΒΜ χρησιμοποιεί στους υπολογιστές της τον κώδικα EBCDIC στον οποίο ο κάθε χαρακτήρας αναπαριστάται με διαφορετικό τρόπο απ’ότι στον κώδικα ASCII.

Τα τελευταία χρόνια αναπτύχθηκε ακόμα ένας, πιο σύγχρονος τρόπος κωδικοποίησης χαρακτήρων, ο οποίος ονομάζεται UNICODE και αναπαριστά κάθε χαρακτήρα με 16 δυαδικά ψηφία αντί με 8.

13

Αναπαράσταση Αριθμώνδυαδικό σύστημα μέτρησης Στον πραγματικό κόσμο είμαστε τόσο

συνηθισμένοι με το δεκαδικό σύστημα μέτρησης ώστε οι περισσότεροι από εμάς να πιστεύουν ότι οτιδήποτε έχει να κάνει με αριθμούς χρησιμοποιεί το δεκαδικό σύστημα.

Όμως οι υπολογιστές, όπως έχουμε πει και προηγουμένως, αναγνωρίζουν μόνο τα ψηφία 0 και 1, έτσι χρησιμοποιούν το δυαδικό σύστημα μέτρησης.

Σε αυτό, όλοι οι αριθμοί γράφονται χρησιμοποιώντας μόνο τα ψηφία 0 και 1.

14

Αναπαράσταση Αριθμώναπό δεκαδικό σε δυαδικόΓια να μετατρέψουμε κάποιο δεκαδικό αριθμό σε δυαδικό πρέπει να κάνουμε τα εξής:

Διαιρούμε επανειλημμένα τον δεκαδικό αριθμό δια το 2 μέχρι το αποτέλεσμα της διαίρεσης να είναι 0. Για κάθε διαίρεση βρίσκουμε και το υπόλοιπο της.

Τα υπόλοιπα από την κάθε διαίρεση είναι τα ψηφία του δυαδικού αριθμού.

Αποτέλεσμα 0, σταματάμε.

Παράδειγμα: ο αριθμός 3535 2 = 17 2 = 8 2 = 4 2 = 2 2 = 1 2 =

17 με υπόλοιπο 8 με υπόλοιπο 4 με υπόλοιπο 2 με υπόλοιπο 1 με υπόλοιπο 0 με υπόλοιπο

110001

Άρα, ο αριθμός 35 σε δυαδική μορφή είναι:

15

Αναπαράσταση Αριθμώναπό δυαδικό σε δεκαδικόΓια να μετατρέψουμε κάποιο δυαδικό αριθμό σε δεκαδικό πρέπει να κάνουμε τα εξής:

Κάθε ψηφίο του δυαδικού αριθμού (από δεξιά προς τα αριστερά) αντιστοιχεί με τον αριθμό των μονάδων, των δυάδων, των τετράδων, των οκτάδων, κτλ.

Πολλαπλασιάζουμε το κάθε ψηφίο του δυαδικού αριθμού με το 1, 2, 4,...κτλ (δηλαδή με τον παράγοντα που του αντιστοιχεί).

Αθροίζουμε τα γινόμενα των πιο πάνω πολλαπλασιασμών. Το αποτέλεσμα που θα βρούμε είναι ο αριθμός στο δεκαδικό σύστημα.

Παράδειγμα: ο αριθμός 00100011

x1 x2 x4 x8 x16

x32 x64 x128 (0x128) + (0x64) + (1x32) + (0x16) + (0x8) + (0x4) + (1x2) + (1x1) =

0 + 0 + 32 + 0 + 0 + 0 + 2 + 1 = 35

11000100

16

Τι μάθαμε σήμερα...

Οι πληροφορίες στο εσωτερικό του υπολογιστή υπάρχουν με την μορφή ηλεκτρικού σήματος.

Ένα συγκεκριμένο ηλεκτρικό σήμα αναπαριστά το ψηφίο 0 και κάποιο άλλο ηλεκτρικό σήμα το ψηφίο 1.

Τα δύο αυτά ψηφία, 0 και 1, ονομάζονται bit. Αν βάλουμε 8 bit μαζί φτιάχνουμε ένα byte το οποίο

αντιπροσωπεύει κάποια πληροφορία (χαρακτήρα ή αριθμό). Αν θέλουμε να αποθηκεύσουμε χαρακτήρες ο πίνακας ASCII

μας λέει ποιος κωδικός (από 8 bit) αντιπροσωπεύει τον κάθε χαρακτήρα (υπάρχουν και οι κωδικοί EBCDIC και UNICODE).

Αν θέλουμε να αποθηκεύσουμε αριθμούς τότε μετατρέπουμε τον αριθμό από δεκαδική μορφή σε δυαδική μορφή και αποθηκεύουμε τα bits του δυαδικού αριθμού.

Αναπαράσταση Δεδομένων Τέλος μαθήματος