background image

Architektura komputerów

Tydzień 1

Reprezentacja danych

background image

System binarny

W systemie dziesiętnym używamy 
dziesięciu cyfr. Kolejne pozycje licząc 
od prawej strony oznaczają kolejne 
potęgi 10.

W systemie binarnym używamy dwóch 
cyfr. Kolejne pozycje licząc od prawej 
strony oznaczają kolejne potęgi 2.

W komputerze dysponujemy dwoma 
poziomami sygnałów, oznaczającymi 
dwie cyfry: 0 i 1.

background image

Liczby całkowite

W komputerze zawsze zapisujemy liczby 

na ustalonej ilości bitów, np. 4.

0

=

0000

1

=

0001

2

=

0010

6

=

0110

15 =

1111

Ale jak zapisać liczby ujemne?

background image

Kod uzupełnień do 2

Najbardziej znaczący bit oznacza znak:
0 – dodatni, 1 – ujemny.

Liczbę o przeciwnym znaku 
uzyskujemy negując wszystkie bity 
liczby i dodając jeden.

+5

=

0101

negacja

1010

-5

=

1011

+1

background image

Arytmetyka liczb całkowitych

Negacja

Dodawanie

Odejmowanie

Mnożenie

Dzielenie

background image

Liczby zmiennopozycyjne

Pozwala na zapisanie bardzo dużych i 
bardzo małych liczb.

Ilość różnych liczb, które można zapisać 
na określonej ilości bitów jest taka sama.

Norma IEEE 754 standardyzuje format 
zapisu liczb zmiennopozycyjnych.

background image

Dokładność liczb 

zmiennopozycyjnych

Zaokrąglanie.

Nieskończoności.

Wartości nieliczbowe:

Sygnalizacyjna NaN

Cicha NaN

Liczby zdenormalizowane.

background image

Zapis szesnastkowy

Liczby binarne zajmują dużo miejsca na 

papierze. Łatwo można je 
skonwertować do postaci 
szesnastkowej. Wówczas jedna cyfra 
szesnastkowa zastępuje 4 cyfry binarne.

0000 = 0
0001 = 1
0010 = 2
0011 = 3
0100 = 4
0101 = 5
0110 = 6
0111 = 7

1000 = 8
1001 = 9
1010 = A
1011 = B
1100 = C
1101 = D
1110 = E
1111 = F

background image

Kodowanie znaków

Litery, cyfry i inne znaki kodujemy 
przypisując każdemu wartość liczbową, 
zapisaną następnie binarnie.

Istnieje wiele tablic kodów: ASCII, 
EBCDIC, UNICODE.

Znaki narodowe kodujemy używając 
rozszerzeń ASCII.

Znormalizowane znaki narodowe: 
norma ISO-8859.

background image

Kodowanie obrazów

Dzielimy obraz na punkty.

Każdemu punktowi przypisujemy 
wartość określającą stopień nasycenia 
składowych kolorów.

Dwa systemy: CMYK i RGB.

Wiele formatów zapisu: TIFF, GIF, PNG, 
JPEG, BMP itp.

background image

Kodowanie dźwięku

Próbkujemy z określoną 
częstotliwością.

Każda próbka jest konwertowana z 
postaci analogowej do cyfrowej z 
określoną dokładnością (np. 8 lub16 
bitów).

Powstały strumień jest zapisywany 
wraz z dodatkowymi informacjami (np. 
częstotliwością próbkowania) w 
określonym formacie (WAV, AU, inne).