1. fejezet: Az általános célú számítógép és a használt számok

1. rész: Bevezetés a számítógépekbe és az operációs rendszerekbe
1.1. rész: Tartalomjegyzék
1. fejezet: Az általános célú számítógép és a használt számok

A számítógép egy elektronikus gép, amely több komponensből áll az adatok feldolgozására és tárolására. Az adatok szöveget, képet, hangot vagy videót eredményezhetnek.

1.1 Általános célú számítógép külső fizikai alkatrészei

Az alábbi ábra egy általános célú számítógép rajzát mutatja a leggyakrabban használt alkatrészekkel:

Ábra. 1.1 Általános célú számítógép

A billentyűzet, az egér és a mikrofon beviteli eszközök. A hangszóró és a képernyő (monitor) kimeneti eszközök. A rendszeregység, amelyet az ábrán számítógépnek nevezünk, az összes számítást végzi. A bemeneti és kimeneti eszközöket perifériáknak nevezzük.

Az előző diagram egy toronyszámítógép-rendszer vagy egyszerűen egy toronyszámítógép. Ehhez a rendszeregység függőlegesen áll. Alternatív megoldásként a rendszeregység úgy is kialakítható, hogy az íróasztalon (asztalon) feküdjön, és a monitor rákerüljön. Az ilyen számítógépes rendszert asztali számítógéprendszernek vagy egyszerűen asztali számítógépnek nevezik.

A következő ábra egy laptop számítógép diagramja a külső alkatrészek nevével:

1.2. ábra Laptop számítógép

Amikor valaki leül, a laptopot az ölébe lehet tenni a munkavégzéshez. Az ábrán látható optikai meghajtó a CD- vagy DVD-meghajtó. Az érintőpad az egér helyettesítője. A rendszeregység rendelkezik billentyűzettel.

1.2 Gépelés

Mivel ma a világ bármely részén minden elittől elvárják, hogy tudja használni a számítógépet, ezért minden elitnek meg kell tanulnia a billentyűzeten gépelni. A gépelési órák fizetősek vagy ingyenesek az interneten. Ha nincs meg a pénz vagy az eszközök az órákra, az olvasónak a következő tanácsokat kell használnia, hogy tudjon gépelni:

Az angol billentyűzeten az egyik középső sorban az F és a K billentyűk találhatók. Az F billentyű a bal oldalon van, de nem a sor bal végén. A J billentyű a jobb oldalon van, de nem a jobb oldalon.

Az ember mindkét kezén ott van a hüvelykujj, a mutatóujj, a középső ujj, a gyűrűsujj és a kisujj. Gépelés előtt a bal kéz mutatóujjának az F billentyű felett kell lennie. A középső ujjnak a következő, balra haladó billentyű felett kell lennie. A gyűrűsujjnak a következő billentyű felett, a kisujjnak pedig a billentyű felett kell következnie, mindezt balra. Gépelés előtt a jobb kéz mutatóujjának a J billentyű felett kell lennie. A jobb kéz középső ujjának a következő, jobbra haladó billentyű felett kell lennie. A gyűrűsujjnak a következő billentyű felett kell lennie, a kisujjnak pedig a billentyű felett kell lennie, mindezt jobbra.

A kezek beállításánál a legközelebbi ujjal kell megnyomnia a billentyűzeten a kívánt legközelebbi gombot. Kezdetben a gépelés lassú lesz. A gépelés azonban gyorsabb lesz a hetek és hónapok során.

Soha ne hagyja fel ezt a hozzáállást, mivel a gépelési sebesség növekszik. Például soha ne hagyja fel a bal kéz utolsó három ujjának megfelelő használatát. Ha elhagyják, nagyon nehéz lesz visszatérni a helyes gépelési megközelítéshez. Emiatt a gépelési sebesség nem javul mindaddig, amíg a hibát nem javítják ki.

1.3 Alaplap

Az alaplap egy széles kártya, és a rendszeregységben van. Az elektronikus áramkör elektronikus alkatrészekkel rendelkezik. Az alaplapon lévő áramkörök a következők:

Mikroprocesszor
Ma ez az egyik összetevő. Ez egy integrált áramkör. Tűkkel rendelkezik az alaplap többi áramköréhez való csatlakozáshoz

A mikroprocesszor elvégzi az alaplap és a teljes számítógépes rendszer összes elemzését és alapszámítását.

Hardvermegszakítási áramkör
Tegyük fel, hogy a számítógépen éppen fut egy program (alkalmazás), és le van nyomva egy billentyű a billentyűzeten. A mikroprocesszort meg kell szakítani ahhoz, hogy megkapja a kulcskódot, vagy azt tegye, amit egy adott billentyű lenyomása miatt elvárnak.

Az ilyen hardveres megszakításokat kétféleképpen lehet megtenni: vagy a mikroprocesszornak van egy érintkezője a megszakítási jelhez minden lehetséges perifériához, vagy a mikroprocesszornak csak körülbelül két tűje lehet, és van egy megszakító áramkör, amely megelőzi ezt a két érintkezőt a mikroprocesszor felé minden lehetséges esetben. perifériák. Ez a megszakító áramkör érintkezőkkel rendelkezik az összes lehetséges perifériáról érkező megszakítási jel számára, amely megszakítaná a mikroprocesszort.

A megszakító áramkör általában egy kis integrált áramkör, néhány kis elektronikus komponenssel, úgynevezett kapukkal együtt.

Közvetlen memória hozzáférés
Minden számítógép rendelkezik egy olvasható memóriával (ROM) és egy véletlen hozzáférésű memóriával (RAM). A ROM mérete kicsi, és csak egy kis információt tárol tartósan, még akkor is, ha a számítógép ki van kapcsolva. A RAM mérete nagy, de nem akkora, mint a merevlemez mérete.

Amikor a számítógép be van kapcsolva (a számítógép be van kapcsolva), a RAM sok információt tárolhat. Amikor a számítógépet leállítják (kikapcsolják), a RAM-ban lévő összes információ megszűnik.

Ha egy karakteres kódot kell átvinni a memóriából egy perifériára, vagy fordítva, a mikroprocesszor elvégzi a munkát. Ez azt jelenti, hogy a mikroprocesszornak aktívnak kell lennie.

Vannak esetek, amikor nagy mennyiségű adatot kell átvinni a memóriából a lemezre, vagy fordítva. Az alaplapon van egy közvetlen memóriaelérési (DMA) áramkör. Ez végzi az átvitelt, akárcsak a mikroprocesszor.

A DMA csak akkor lép működésbe, ha a memória és a bemeneti/kimeneti eszköz (periféria) között nagy az átvitt adatmennyiség. Amikor ez megtörténik, a mikroprocesszor szabadon folytathatja a többi munkát – és ez a közvetlen memóriaelérési áramkör fő előnye.

A DMA áramkör általában egy IC (Integrated Circuit), néhány kisebb elektronikus komponenssel, úgynevezett kapuval együtt.

Vizuális kijelző egység adapter áramkör
Ahhoz, hogy az adatok a mikroprocesszorról a képernyőre kerüljenek, át kell haladniuk az alaplapon található vizuális kijelző egység adapter áramkörén. Ennek az az oka, hogy a mikroprocesszorból érkező karakterek vagy jelek nem alkalmasak közvetlenül a képernyőre.

Egyéb áramkörök
Más áramkörök lehetnek az alaplapon. Például a hangszóró hangáramköre lehet az alaplapon. A hangáramkör hangkártya-áramkörként is készülhet, amelyet az alaplapon lévő nyílásba kell behelyezni.

Ennek a fejezetnek a céljára elegendő a korábban említett áramkörök meglétéről tudni, akár hangáramkör nélkül is.

A mikroprocesszort központi feldolgozó egységnek is nevezik, amelynek rövidítése CPU. A mikroprocesszor rövidítése µP. A CPU ugyanazt jelenti, mint a µP. A CPU-t és a µP-t gyakran használják ennek az online karriertanfolyamnak a többi részében mikroprocesszorként vagy központi feldolgozó egységként, mindkettő ugyanaz.

1.4 Számlálás különböző alapokon

A számlálás azt jelenti, hogy 1-et adunk az előző számjegyhez vagy számhoz. A következő tíz számjegy, köztük a 0 a 10-es bázisban történő számoláshoz:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9

A bázis másik neve radix. A gyök vagy bázis a különböző számjegyek száma egy alapszámlálásban. A tízes alap tíz számjegyből áll, anélkül, hogy tíz számjegyből állna. Miután 1-et adtunk 9-hez, a 0-t írjuk, az 1-es hordozót pedig közvetlenül a 0 elé írjuk, hogy tíz legyen. Valójában nincs (egy) számjegy egyetlen bázishoz sem (semmilyen radix). Vegye figyelembe, hogy tíznek nincs számjegye. A tíz 1010-ként írható fel, amely egy-nulla alap tízként olvasható.

A tizenhatos alap tizenhat számjegyből áll, köztük a 0-val, amelyek a következők:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F

A tizenhatodik alapban a tíz, tizenegy, tizenkettő, tizenhárom, tizennégy, tizenöt számok A, B, C, D, E és F. Kisbetűvel is írhatók: a, b, c, d, e, f. Ne feledje, hogy tizenhathoz nincs számjegy.

A 16-os alapban, miután F-hez hozzáadtuk az 1-et, a 0-t leírjuk, és az 1-es hordozót közvetlenül a 0 elé írjuk, így 1016-ot kapunk, amelyet egy-nulla tizenhatodik alapként olvasunk.

A nyolcas alap nyolc számjegyből áll, köztük a 0-val, amelyek a következők:

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Ne feledje, hogy a nyolchoz nincs számjegy.

A nyolcadik alapban, miután 1-et 7-hez adtunk, a 0-t írjuk le, és az 1-es hordozót közvetlenül a 0 elé írjuk, így a 108-at egy-nulla nyolcas alapként kell beolvasni.

A kettes alap két számjegyből áll, köztük a 0-val, amelyek a következők:

0, 1

Vegye figyelembe, hogy nincs számjegy kettőre.

A második bázisban, miután 1-et adtunk 1-hez, a 0-t leírjuk, és az 1-es hordozót közvetlenül a 0 elé írjuk, így a 102-t egy-nulla 2-es alapként kell beolvasni.

A következő táblázatban a számlálás egytől egy nulláig, tizenhatos bázisig történik. A tizedes, nyolcas és kettes bázisban szereplő megfelelő számok szintén szerepelnek minden sorban:

Ne feledje, hogy a számlálás azt jelenti, hogy 1-et adunk az előző számjegyhez vagy számhoz. Bármilyen alapszámláló számsorozat esetén az 1-es hordozója továbbra is balra mozog. Ahogy jönnek a nagyobb számok, úgy szélesedik.

Bináris számok és bitek
Egy szám szimbólumokból áll. A számjegy a számban szereplő szimbólumok bármelyike. A 2-es alapszámokat bináris számoknak nevezzük. Az alap 2 számjegyet BIT-nek nevezzük, amelyet általában bitként írnak le a bináris digiT rövid kifejezéseként.

1.5 Szám konvertálása egyik bázisról a másikra

Ebben a részben a számok egyik bázisról a másikra való konvertálása látható. A számítógép alapvetően Base 2-ben működik.

Konvertálás Base 10-re
Mivel mindenki értékeli a 10-es szám értékét, ez a rész elmagyarázza a nem 10-es szám 10-es bázissá való átalakítását. Ha egy számot 10-es alapszámra szeretne konvertálni, az adott alapszám minden számjegyét meg kell szorozni az emelt alapszámmal. pozíciójának indexébe, és adja hozzá az eredményeket.

Bármely bázisban bármely számhoz tartozó minden számjegy indexpozíciója 0-tól kezdődik és a szám jobb végétől balra halad. A következő táblázatok a D76F16, 61538, 10102 és 678910 számok indexpozícióit mutatják:

Index – > 3 2 1 0
Számjegy -> D 7 6 F16

Index – > 3 2 1 0
Számjegy -> 6 1 5 38

Index – > 3 2 1 0
Számjegy -> 1 0 1 02

Index – > 3 2 1 0
Számjegy -> 6 7 8 910

A D76F16 átalakítása 10-es alapra a következő:

M × 163 + 7 × 162 + 6 × 161 + F × 160

Megjegyzés: Bármely szám, amelyet 0-ra emel, 1 lesz.

163 = 16 x 16 x 16;
162 = 16 x 16
161 = 16
160 = 1

Figyeljük meg azt is, hogy a matematikában az => azt jelenti, hogy „ez azt jelenti, hogy”, a ∴ pedig azt jelenti.

Egy matematikai kifejezésben az összes szorzást először el kell végezni az összeadás előtt; ez a BODMAS sorozatból származik (először a zárójelek, utána az Amelyből még mindig szorzás, majd az osztás, szorzás, összeadás és kivonás). Tehát a példák a következők:

D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = D x 16 x 16 x 16 + 7 x 16 x 16 + 6 x 16 + F x 160
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = D x 4096 + 7 x 256 + 6 x 16 + F x 1
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = 53248 + 1792 + 96 + 15
=> D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = 55151

∴ D76F16 = 5515110

A 61538 átalakítása 10-es bázisra a következő:

6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80

Megjegyzés: Bármely szám, amelyet 0-ra emel, 1 lesz.

83 = 8 x 8 x 8;
82 = 8 x 8
81 = 8
80 = 1

Figyeljük meg azt is, hogy a matematikában az => azt jelenti, hogy „ez azt jelenti, hogy”, a ∴ pedig azt jelenti.

Egy matematikai kifejezésben az összes szorzást először el kell végezni az összeadás előtt; ez a BODMAS sorozatból származik. Tehát a példa bemutatása a következő:

6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 6 x 8 x 8 x 8 + 1 x 8 x 8 + 5 x 8 + 3 x 80
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 6 x 512 + 1 x 64 + 5 x 8 + 3 x 1
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 3072 + 64 + 40 + 3
=> 6 x 83 + 1 x 82 + 5 x 81 + 3 x 80 = 3179

∴ 61538 = 317910

Az 10102 átalakítása 10-es alapra a következő:

1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20

Megjegyzés: Bármely szám, amelyet 0-ra emel, 1 lesz.

23 = 2 x 2 x 2;
22 = 2 x 2
21 = 2
20 = 1

Figyeljük meg azt is, hogy a matematikában az => azt jelenti, hogy „ez azt jelenti, hogy”, a ∴ pedig azt jelenti.

Egy matematikai kifejezésben az összes szorzást először el kell végezni az összeadás előtt; ez a BODMAS sorozatból származik. Tehát a példa bemutatása a következő:

1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 1 x 2 x 2 x 2 + 0 x 2 x 2 + 1 x 2 + 0 x 10
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 1 x 8 + 0 x 4 + 1 x 2 + 0 x 1
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 8 + 0 + 2 + 0
=> 1 x 23 + 0 x 22 + 1 x 21 + 0 x 20 = 10

∴ 10102 = 1010

Átalakítás Base 2-ről Base 8-ra és Base 16-ra
A 2-es bázisról a 8-as alapra vagy a 2-es bázisról a 16-osra való átalakítás általában egyszerűbb, mint egy másik bázisról egy másik bázisra való átalakítás. Ezenkívül a 2-es alapszámokat jobban értékelik a 8-as és a 16-os alapszámok.

Átalakítás Base 2-ről Base 8-ra
A 2-es bázisról a 8-asra való konvertáláshoz csoportosítsa az alap 2 számjegyet hármasban, a jobb széltől. Ezután olvassa el az egyes csoportokat a nyolcadik alapban. Az 1.1 táblázat (Számlálás különböző gyökökben), amely az első nyolc szám 2. és 8. bázis közötti megfelelést tartalmaz, használható a 2. bázis számcsoportjainak nyolcas bázisba történő beolvasására.

Példa:
Alakítsa át az 1101010101012-t 8-as alapra.

Megoldás:
A hármas csoportosítás jobbról a következőket adja:

| 110 | 101 | 010 | 101 |

Az 1.1-es táblázatból és jobbról olvasva a 1012 értéke 58, a 0102 pedig 28, figyelmen kívül hagyva a vezető 0-t. Ekkor 1012 továbbra is 58, 1102 pedig 68. Tehát a 8-as alapban a csoportok a következők:

| 68 | 58 | 28 | 58 |

És a hagyományos írás céljára:

1101010101012 = 65258

Egy másik példa:

Alakítsa át a 011000101102 számot 8-as alapra.

Megoldás:

011010001102 = | 01 | 101 | 000 | 110 |
=> 011010001102 = | 18 | 58 | 08 | 68 |
∴ 011010001102 = 15068

Vegye figyelembe, hogy az egyes csoportok vezető nulláit figyelmen kívül hagyja. Ha egy csoportban minden számjegy nulla, akkor az új alapban mindegyiket egy nullára cseréljük.

Átalakítás Base 2-ről Base 16-ra
A 2-es bázisról a 16-osra való konvertáláshoz csoportosítsa a 2-es alapszámjegyet négy részre a jobb széltől. Ezután olvassa el az egyes csoportokat a tizenhatodik alapon. Az 1.1 táblázat (Számlálás különböző gyökökben), amely az első tizenhat szám 2. és 16. bázis közötti megfelelést tartalmaz, felhasználható a 2. bázis számcsoportjainak tizenhatodba való beolvasására.

Példa:
Alakítsa át az 1101010101012-t 16-os alapra.

Megoldás:
A négyes csoportosítás jobbról a következőket adja:

| 1101 | 0101 | 0101 |

Az 1.1-es táblázatból és itt jobbról olvasva a 01012 58 a kezdő 0 figyelmen kívül hagyásával, a 01012 továbbra is 58 a kezdő 0 figyelmen kívül hagyásával, és az 11012 a D16. Tehát a 16-os alapban a csoportok a következők:

D16 | 516 | 516 |

És a hagyományos írás céljára:

1101010101012 = D5516

Egy másik példa:
Alakítsa át a 11000101102-t 16-os alapra.

Megoldás:

11010001102 = | 11 | 0100 | 0110 |
=> 11010001102 = | 316 | 416 | 616 |
∴ 11010001102 = 34616

Vegye figyelembe, hogy az egyes csoportok vezető nulláit figyelmen kívül hagyja. Ha egy csoportban minden számjegy nulla, akkor az új alapban mindegyiket egy nullára cseréljük.

1.6 Átalakítás Base 10-ről Base 2-re

Az átalakítási módszer a decimális szám (10-es alapban) folyamatos osztása 2-vel. Ezután olvassa le az eredményt alulról, ahogy az alábbi táblázat mutatja, az 529 decimális számhoz:

Alulról olvasva a válasz 1000010001. Bármely osztási lépésnél ott van az osztó, amelyet az osztóval elosztva megkapjuk a hányadost. A hányadosnak mindig van egész száma és maradéka. A maradék lehet nulla. Amikor 2-es bázisra konvertálunk, az utolsó hányados mindig nulla maradék 1.

1.7 Problémák

Javasoljuk, hogy az olvasó az összes problémát egy fejezetben oldja meg, mielőtt a következő fejezetre lépne.

1. a) Soroljon fel három beviteli eszközt a listában egy általános célú számítógép rendszeregységéhez.
b) Soroljon fel a listára két kimeneti eszközt egy általános célú számítógép rendszeregységéhez.

2. Mit tanácsolna annak, aki szeretne megtanulni gépelni, de nincs pénze vagy eszköze professzionális gépelési órákra?

3. Adja meg egy általános célú számítógép alaplapjának négy fő áramkörének (alkatrészének) a nevét, és röviden magyarázza el szerepüket!

4. Készítsen számlálótáblázatot a tíz, tizenhat, nyolc és két bázishoz tizenhatos alapszámokkal 116-tól 2016-ig.

5. Alakítsa át a következő számokat a matematika órán végzett módon:
a) 7C6D16 a 10. bázishoz
b) 31568 a 10-es bázishoz
c) 01012 a 10-es alapra

6. Alakítsa át a következő számokat 8-as alapra, ahogy az egy matematika órán történik:
a) 1101010101102
b) 011000101002

7. Alakítsa át a következő számokat 8-as alapra, ahogy az egy matematika órán történik:
a) 1101010101102
b) 11000101002

8. Alakítsa át az 102410-et két alapra.