Хранение и кодирование информации

Для представления информации в вычислительной технике преимущественное распространение получило двоичное кодирование, при котором единицы вводимой в ЭВМ информации представляются средствами двоичной системы счисления, состоящей из 0 и 1.

См. двоичная система счисления.

Однако, для хранения сколько нибудь значащей информации необходимо больше символов, чем 0 и 1, которые может хранить минимальная ячейка информации. Чтобы сохранить число, большее, чем 0 и 1, ячейки информации объединяются в логические группы.

Понятие регистра

Группа ячеек, которая хранит логически единую информацию, называется регистром.

Размер регистра (количество битовых ячеек ) для каждой вычислительной системы зависит от ее архитектуры. Первые вычислительные машины оперировали восьмибитовыми регистрами, когда ячейки информации, которыми одновременно мог оперировать центральный процессор, имели размер только 8 бит. Потом наступила очередь 16-битных машин, потом 32-битных и т.д.

В литературе вместо термина "шестнадцатибитный" или подобных наименований обычно употребляется термин "шестнадцатиразрядный", 32-разрядный и т.д. Так как двоичная система хранения информации, точно также как и десятичная является позиционной (разрядной).

Размер регистра определяет, над каким объемом информации одновременно может совершить операцию центральных процессор компьютера. Это не значит, что 8-битный процессор не мог оперировать цифрами большими, чем 255 (максимальное число, которое можно записать с помощью 8 бит). Конечно, процессор может использовать несколько регистров одновременно и пользоваться информацией из памяти за пределами центрального процессора. Но единица одномоментно обрабатываемой информации - это размер регистра.

Понятие байта

Поскольку история вычислительной техники начиналась с восьмибитных компьютеров, то минимальной единицей информации является байт.

Байт - группа из восьми логически связанных между собой элементарных ячеек (битов).

Один бит - это ячейка, которая хранит ноль или единицу.

Байт же, состоящий из восьми битов (см. двоичная система счисления) может хранить число от 0 до 255.

Если сгруппировать два байта в один 16-битный регистр, то с их помощью можно записать число от 0 до 65 535.

Группировка четырех байтов в 32-битный регистр даст нам возможность записи числа от 0 до 4 294 967 295.

То есть, теоретически, мы можем оперировать сколько угодно большими числами. Это зависит от внутренней организации процессора и системы вычислений. Поэтому, чтобы сравнивать информацию, хранимую, обрабатываемую и передаваемую разными типами вычислительных машин, используют именно байты.

Для больших объемов информации используют единицы измерения в килобайтах, мегабайтах, гигабайтах и терабайтах. Однако, для стандартных приставок кило-, мега-, тера и т.д. это не означает стандартного множителя 1000.

Следует помнить, что килобайт - это не 1000, а 1024 байта.

1 килобайт (Кб) = 2¹⁰байт=1024 байт;

1 мегабайт (Мб) = 1024 Кб = 2²⁰байт = 1048576байт;

1 гигабайт (Гб) = 1024 Мб = 2³⁰байт = 1073741824байт;

1 терабайт (Тб) = 1024 Гб = 2⁴⁰байт = 1099511627776 байт и т.д.

Двоичная система счисления | Описание курса | Таблица степеней 2 (двойки)