1tom061

Informatyka

dr hab. inż. Andrzej Szewczyk (p. 4.1+4.4:4.5.1:4.5.7) inż. Stefan Czekalowicz (p. 4.5.1:4.5.2:4.5.4+4.5.6:4.5.8-4.5.11)

4.1.    Wiadomości podstawowe

4.1.1.    Wstęp

Informatyka to dziedzina obejmująca zespól dyscyplin nauki i techniki, zajmujących się problemami zapisu, gromadzenia, przechowywania i przetwarzania informacji, a także konstrukcji i technologii budowy urządzeń, maszyn i systemów służących do tych celów.

Informatyka jest dziedziną młodą i nadal szybko rozwijającą się; autorzy niniejszego rozdziału ograniczyli w związku z tym jego zawartość do takich informacji, co do których można się spodziewać, że nie stracą aktualności w okresie użytkowania niniejszego Poradnika. Z tej samej przyczyny rozdział ten ma w dużej mierze charakter leksykonu, objaśniającego pojęcia potrzebne do korzystania z literatury i do merytorycznych rozmów z informatykami.

W początkach rozwoju techniki elektronicznych urządzeń liczących dzielono te urządzenia na analogowe (w których modelowane wielkości były reprezentowane przez zmieniające się w sposób ciągły wielkości fizyczne — najczęściej napięcia elektryczne), cyfrowe (w których wielkości były reprezentowane przez ciągi cyfr) oraz hybrydowe (składające się z członów analogowych i cyfrowych). Po pewnym czasie współzawodnictwa urządzenia cyfrowe — głównie dzięki swej uniwersalności, dokładności i elastyczności — ograniczyły zakres stosowania urządzeń analogowych i hybrydowych do stosunkowo rzadkich przypadków. Przez „urządzenia liczące” rozumie się dziś z reguły urządzenia cyfrowe; także i niniejszy rozdział ograniczono do informatyki cyfrowej.

Polska terminologia informatyczna będącą pod silnym wpływem terminologii angielskiej, grzeszy chwiejnością i często trąci żargonem. Autorzy niniejszego rozdziału dążyli w nim — w przypadku występowania chwiejności — do stosowania takich terminów, które by trafnie oddawały sens określanych pojęć, a przy tym były zgodne z duchem polskiego języka. W przypadkach większego rozpowszechnienia innych terminów podano w odpowiednich miejscach te terminy w nawiasach; terminy nie zalecane ujęto w cudzysłowy. W uzasadnionych przypadkach podano też terminy angielskie.

4.1.2. Jednostki

Jako jednostki ilości informacji są stosowane: bit (cyfra dwójkowa, ang. binary digit) — cyfra 0 albo 1, oznaczenie b; bajt — ciąg złożony z ośmiu bitów, oznaczenie B; kilobajt

_125

4.1. WIADOMOŚCI podstawowe

_2¹⁰ = 1024 bajtów, oznaczenie kB (niekiedy także KB); megabajt — 2²⁰ = 1048576

bajtów, oznaczenie MB; gigabajt — 2^{1 2}° = 1073741824 bajtów, oznaczenie GB.

' Słowo maszynowe, stosowane niekiedy jako jednostka ilości informacji, może stanowić jednoznaczne określenie co najwyżej w obrębie danego systemu cyfrowego. Na ogól biorąc długości słów wahają się od ośmiu (w małych mikrokomputerach) do kilkudziesięciu bitów; dość często w obrębie tego samego systemu stosuje się kilka różnych długości słów.

Przez moc obliczeniową komputera rozumie się jego zdolność do wykonania określonej liczby operacji w zadanym przedziale czasu. Ponieważ liczba ta na ogół silnie zależy od rodzajów operacji wykonywanych w czasie próby, dlatego określenie liczby operacji wykonywanych np. w czasie sekundy wymaga uzupełnienia przez dodatkowe określenie tych rodzajów. W szczególności w odniesieniu do „superkomputerów”, tj. komputerów o szczególnie dużych mocach obliczeniowych, przyjęto oznaczanie mocy w „megaflopach”, tj. milionach operacji zmiennopozycyjnych na sekundę (ang. skrót flop = Jloating point operalion, tj. operacja zmiennopozycyjna).

4.1.3. Pozycyjne systemy zapisu liczb

Oprócz systemu dziesiętnego (decymalnego, tj. systemu o podstawie 10) stosuje się m.in. systemy o podstawie 2 (dwójkowy, binarny), 8 (ósemkowy, oktalny) i 16 (szesnastkowy, heksadecymalny).

Zasób cyfr systemu o podstawie r to cyfry o wartościach 0,1,..., r— 1; w szczególności zasób cyfr systemu dwójkowego ogranicza się do cyfr 0 i 1. W przypadku r > 10 jako cyfr o wartościach większych niż 9 używa się liter A, B,... W szczególności zasób cyfr systemu szesnastkowego tw-orzą cyfry 0, 1,..., 9, A, B..... F. W przypadkach, gdy może zachodzić wątpliwość, czy dany znak oznacza cyfrę „zero” czy literę „O”, stosuje się często przekreślanie cyfry „zero” („9”).

Podstawa zapisu
2	^8	^10	.6
Zapis liczby
1011	13	11	B
1100	14	12	C
1101	15	13	D
1110	16	14	E
1111	17	15	F
10000	20	16	10
10001	21	17	11
10010	22	18	12
10011	23	19	13
10100	24	20	14
10101	25	21	15

Tablica 4.1. Zapisy pozycyjne liczb całkowitych od 0 do 21

Podstawa zapisu
2	^8 .	to	16
Zapis liczby
0	0	0	0
10	2	2	2
11	3	3	3
100	4	4	4
101	5	5	5
110	6	6	6
111	7	7	7
1000	10	8	8
1001	11	9	9
1010	12	10	A

Wartość zapisu

^xm-xX_m_₂..._Xlyc₀px_₁x_₂...x_„    (4.1)

(gdzie ,x_f — cyfry, p — znak pozycyjny (przecinek albo kropka)) oblicza się według wzoru

~n

^X = I    (4.2)

i~m - 1

1

^eo^ta.'J?®ⁿ’^e zapisów' liczb całkowitych z przedziału od 0 do 21 w systemach o podstawach

2

> o. lu i 16 przedstawiono w tabl. 4.1.