close

Enter

Log in using OpenID

POG4-Binarni zapis

embedDownload
Binarni zapis u računalima
INFORMATIKA I
INFORMATIKA I
1
Binarni zapis u računalima
U računalu se podaci zapisuju u obliku brojeva, i to
binarnih brojeva.
Svaka pozicija broja predočava se jednim elementom koji
mora imati onoliko različitih stanja koliko ima znamenaka u
brojevnom sustavu.
Element je jednostavniji i jeftiniji za izgradnju što je manje
pozicija broja. Ako usporedimo binarni brojevni sustav koji
ima dvije znamenke i dekadski koji ima deset znamenki
jasno je da je binarni sustav u prednosti.
Koristeći binarni brojevni sustava računala rade sa dva
stanja koje simbolički označavamo kao 0 i 1.
INFORMATIKA I
2
Binarni zapis u računalima
Na fizičkoj razini 0 može označavati
stanje kad nema struje odnosno
električnog impulsa, a 1 kad ima
Kod magnetskih medija (tvrdi disk ili
disketa), 0 možemo označavati
negativan, a 1 pozitivan naboj
na odreñenom dijelu
magnetskog diska)
Kod optičkog medija, 0 može
označavati da se laserska zraka
nije reflektirala, a 1 da se
reflektirala od medija u glavu za
čitanje
INFORMATIKA I
3
Binarni zapis u računalima
Računala danas za pohranjivanje brojeva i za
računanje koriste elektronički elemente
koristeći elektroničke elemente moguća je
izrada sklopova koji mogu zauzeti dva jasno
razlučiva stabilna stanja.
U nekom električkom strujnom krugu teče struja
ako je on zatvoren, a struja ne može teći ako se
krug prekine.
INFORMATIKA I
4
Binarni zapis u računalima
Na slici iznad je primjer gdje se sklopka koristi za paljenje i gašenje
žarulje u električkom sklopu.
Osnovni element ovog kruga je sklopka S koja može biti ili zatvorena
ili otvorena, dakle ima dva jasno razlučiva stanja. Ako se:
otvorena sklopka označi kao stanje 0 (S = 0), a
zatvorena sklopka kao stanje 1 (S = 1),
tada se može reći da S poprima jednu od vrijednosti znamenke
binarnog sustava.
Prema tome, sklopka s dva položaja može poslužiti za pohranjivanje
ili pamćenje jednog bita.
INFORMATIKA I
5
Binarni zapis u računalima
Tehnologija je omogućila izgradnju sklopki koje
nemaju mehaničke dijelove, već se voñenje, odnosno
nevoñenje struje postiže djelovanjem na protok
elektrona kroz elektroničke elemente.
U prvoj generaciji računala su se u tu svrhu
upotrebljavale elektronske cijevi, dok sve generacije
nakon nje upotrebljavaju tranzistore.
Uporabom tranzistora mogu se izgraditi elektronički
sklopovi koji oponašaju mehaničke sklopove. Za
razliku od mehaničkih sklopki, sklopovi izgrañeni od
tranzistora djeluju samo onda kada je na njih
priključen izvor električne energije.
INFORMATIKA I
6
Binarni zapis u računalima
Osnovni elektronički sklop, koji se
ponaša kao sklopka je bistabil (sklop
ima dva stabilna stanja).
Bistabil, eng. flip-flop, je sekvencijalni
sklop digitalne elektronike koji može
zapamtiti podatak veličine jedan bit
Bistabil je sastavljen od tranzistora na
takav način da može ostati u jednom
stanju tako dugo dok se prisilno ne
prebaci u drugo stanje.
Elektronički sklopovi kojima se
ostvaruju računala pohranjuju, prenose
ili obrañuju dvije razine napona koje se
mogu tretirati kao brojke, pa se stoga
oni zovu digitalni (engl. digit znamenka) elektronički sklopovi.
INFORMATIKA I
Bistabil u osnovnoj
izvedbi, zvanoj SR
bistabil, ima dva ulaza
S i R po kojima je i
dobio ime. Ulaz S se
naziva set (eng. set,
postaviti) ulaz, dok je
ulaz R reset ulaz
(eng. reset, poništiti).
7
Binarni zapis u računalima
Za prva računala upotrebljavao naziv digitalna elektronička
računala, kako bi se razlikovala od:
mehaničkih naprava za računanje s jedne strane, te s
druge strane od
analognih elektroničkih računala, koja obavljaju
operacije, ne s dvije razine napona, već sa stvarnim
vrijednostima napona ili struja koje mogu biti
promatrane kao realni brojevi.
Danas su sva računala elektronička i digitalna pa je
dovoljno upotrijebiti naziv - računalo.
INFORMATIKA I
8
Binarni zapis u računalima
Bistabil je element za pohranjivanje jednog bita. Osnovni
elektronički sklop koji može pohraniti jednu binarnu
znamenku (tj. 1 bit informacije), a može se nalaziti u 2
stanja (0,1). (dio je memorije računala)
Kada je na bistabilu niži napon (oko 0V) - prikazuje
znamenku 0, a kada je na njemu viši napon (oko 5V
prikazuje znamenku 1.
INFORMATIKA I
9
Binarni zapis u računalima
Kada se želi pohraniti n bitova treba upotrijebiti n
takvih bistabila. Oni se mogu posložiti jedan
pored drugoga u tzv. registar.
Registri su sastavne komponente svih dijelova
računala. Broj bistabila u registru, odnosno broj
bitova koji se u registar mogu zapisati odreñuju
njegovu duljinu.
Duljine registara su obično jednake potencijama
broja dva. Obično se povezuje 8, 16, 32 ili 64
bistabila pa takav registar ima kapacitet isto
toliko bitova.
INFORMATIKA I
10
Binarni zapis u računalima
Broj 27 zapisan u 8-bitnom registru:
Broj 27 jednostavno pretvorimo u binarni broj: (16+8+2+1)
=> 11011(2).
Prvi bit je bit za predznak, pa u prvi bistabil upisujemo nulu.
Kako nam je ostalo još 7 "mjesta", a za broj 27 potrebno je
samo 5, potrebno je dva bistabila s lijeve strane dopuniti
nulama.
INFORMATIKA I
11
Binarni zapis u računalima
Na registrima se bilježe podaci koje
služe u obradi. Postoje i neki
podaci koji se čuvaju za neko
drugo vrijeme obrade. Takvi
registri koji omogućuju trajno
spremanje podataka zovemo
memorija.
svaki registar ima LOKACIJU
svaka lokacija mora imati
ADRESU
sadržaj lokacije predstavlja
podatak koji se pamti u memoriji.
ADRESNI REGISTAR – registar u
kojem se bilježi adresa lokacije
REGISTAR MEMORIJSKIH
PODATAKA – registar u kojem se
prenose podaci iz memorije i
obrnuto
INFORMATIKA I
12
Binarni zapis u računalima
Memorija se može zamisliti kao skup registara jednake
duljine. U svaki registar može se pohraniti neki sadržaj i
nakon proizvoljno dugog vremena pročitati.
Taj se sadržaj naziva riječ.
Riječ je količina informacija koju računalo može obraditi
u jednom periodu takta.
Riječ predstavlja cjeloviti podatak.
Svako računalo radi s riječi odreñene duljine.
Duljinu riječi odabiru konstruktori prilikom koncipiranja
računala, te ona predstavlja kompromis izmeñu većeg
broja kontradiktornih tehničkih i ekonomskih zahtjeva.
Kod današnjih PC računala riječ procesora sadrži 32 bita
(4 bajta) ili 64 bita (8 bajtova), pa se kaže da su to 32bitna ili 64-bitna računala.
INFORMATIKA I
13
Binarni zapis u računalima
Brojno mjesto u binarnom brojevom sustavu naziva se bit
(engl. BInary digiT), a poprima vrijednosti 0 i 1.
Skupina od osam binarnih znamenaka naziva se byte. S
jednim se byte-om može prikazati 28 odnosno 256
različitih kombinacija.
Upotrebljavaju se i oznake:
KB (kilobyte), 1 KB = 210 byte = 1024 byte
MB (megabyte), 1 MB = 220 byte = 210 * 210 byte
= 1024 * 1024 byte
= 1.048.576 byte
GB (gigabyte), 1 GB = 230 byte = 1.073.741.824 byte
TB (terabyte), 1 TB = 240 byte = 1.099.511.627.776
byte
INFORMATIKA I
14
Author
Document
Category
Uncategorized
Views
2
File Size
615 KB
Tags
1/--pages
Report inappropriate content