Вступ, біти, байти, BCD, ASCII, символи, рядки, цілі числа та плаваюча крапка
Довідкова література:
- Дизайн програми: P Juliff
- Мова асамблеї мікрокомп'ютерів IBM: J Godfrey
- Програмісти Craft: R Weiland
- Зберігання даних у комп’ютері: CIT
- Дизайн мікропроцесорного програмного забезпечення: S Campbell
СТРУКТУРИ ДАНИХ
Подібно до того, як важливо навчитися розробляти програми, так само важливо розуміння правильного формату та використання даних. Усі програми використовують певну форму даних. Для розробки програм, які працюють коректно, потрібно добре розуміти структуру даних.
Цей модуль знайомить вас з різними формами даних, що використовуються програмами. Ми дослідимо, як дані зберігаються, доступ до них та їх типове використання в програмах.
Комп’ютер зберігає інформацію у бінарному форматі. Двійкова система - це система числення, яка використовує BITS для зберігання даних.
БІТИ
Біт - це найменший елемент інформації, що використовується комп’ютером. Біт містить ОДНО з ДВОХ можливих значень,
Біт, який вимкнений, також вважається ФАЛЬШИМ або НЕ ВСТАНОВЛЕНИМ; біт, який увімкнено, також вважається TRUE або SET.
Оскільки один біт може зберігати лише два значення, біти об'єднуються разом у великі одиниці, щоб утримувати більший діапазон значень.
НІБЛІ
Нагризок - це група ЧОТИРИх бітів. Це дає максимум 16 можливих різних значень.
При роботі з групами бітів корисно визначити, який біт групи має найменше значення, а який біт має найбільше або найбільше значення.
Найменший значущий біт І найзначніший біт
Це вважається бітом 0 і завжди малюється в крайньому правому куті. Найзначніший біт завжди відображається вкрай ліворуч, і це біт з найбільшим значенням.
На діаграмі нижче показано НІБЛЕ, а також положення кожного біта та значення десяткової ваги (для отримання додаткової інформації зверніться до модуля Числових систем).
Давайте розглянемо приклад перетворення двійкових значень у десяткові.
Щоб отримати додаткові приклади, зверніться до модуля Числові системи.
БАЙТІВ
Байти - це група з 8 бітів. Це включає ДВА гризки, як показано нижче.
Байти часто використовуються для зберігання ХАРАКТЕРІВ. Вони також можуть використовуватися для зберігання числових значень,
Двійкове кодоване десяткове [BCD]
Десяткові цифри двійкового коду (0-9) представлені з використанням ЧЕТИРИХ бітів. Дійсні комбінації бітів та їх відповідні значення
| Бінарне значення | Цифра |
| 0000 | 0 |
| 0001 | 1 |
| 0010 | 2 |
| 0011 | 3 |
| 0100 | 4 |
| 0101 | 5 |
| 0110 | 6 |
| 0111 | 7 |
| 1000 | 8 |
| 1001 | 9 |
Двійкові комбінації з 1010 по 1111 недійсні і не використовуються.
Якщо комп'ютер зберігає одну цифру BCD на байт, це називається звичайною BCD. Невикористаним клюванням можуть бути або всі 0, або всі 1.
Якщо в байті зберігаються дві цифри BCD, він називається Упакований BCD. Це відбувається при передачі даних, де номери передаються по лінії зв'язку. Упакований BCD зменшує час, витрачений на передачу цифр, оскільки кожен переданий байт даних призводить до відправки двох цифр BCD.
Розгляньте можливість зберігання цифр 56 у форматі упакованої BCD.
ВИСОКИЙ верхній вміщує значення 5, тоді як ВНИЗ - 6.
Статусні та логічні змінні
Змінні BOOLEAN використовують один біт, щоб утримувати своє значення, тому можуть приймати лише один із двох можливих станів. Це або 0 (вважається НЕВИЩИМ), або 1 (вважається ІСТИНОЮ).
Комп’ютер обробляє кожну логічну змінну як один біт. Якщо біт має значення TRUE, тоді значення має значення 1. Якщо біт FALSE, то він має значення 0.
Коли група бітів групується разом, щоб утворити обмежений діапазон значень, це відомо як СТАТУС змінна.
Розглянемо випадок у програмі, де нам потрібно відстежувати кількість хвилин, на яких зайнята телефонна лінія (в обмеженому діапазоні від 0 до 60). Для цього не потрібно використовувати повне ціле число, тому деякі мови програмування дозволяють вказати кількість бітів, що використовуються для виділення змінних з обмеженими діапазонами.
Перевага цього підходу полягає в тому, що простір для зберігання змінних стану можна об'єднати разом в єдині 16 або 32 біти, що призводить до економії місця.
Поміркуйте, де комп’ютер виділяє 16 біт пам’яті для кожної змінної стану. Якби ми мали три змінні стану, спожитий простір становив би 48 бітів. АЛЕ, якби всі змінні стану могли бути об'єднані та розміщені в єдиному 16 бітах пам'яті, ми могли б зберегти 32 біта пам'яті. Це дуже важливо в системах реального часу, де простір пам'яті має високу ціну.
Розглянемо наступну діаграму, яка ілюструє упаковку булевих змінних та змінних стану в один байт.
Американський стандартний кодекс обміну інформацією
ASCII - це комп'ютерний код, який використовує 128 різних комбінацій кодування групи із семи бітів (27 = 128) для представлення,