Représentation d'informations dans la mémoire informatique d'une unité de mesure. Représentation des données dans la mémoire de l'ordinateur Représentation des informations dans la mémoire de l'ordinateur

Les machines électroniques intelligentes sont depuis longtemps solidement implantées dans la vie quotidienne personne. Malgré cela, leur appareil soulève encore des questions fondamentales chez de nombreux utilisateurs. Par exemple, tout le monde ne sait pas quels types de mémoire existent. Mais ici, tout n'est pas si compliqué, même si ce n'est pas tout à fait simple. Il existe deux types principaux : la mémoire interne et la mémoire externe, qui, à leur tour, ont leur propre gradation.

Types de mémoire interne de l'ordinateur

La mémoire interne est ainsi appelée car elle est intégrée aux unités principales de l'ordinateur et fait partie intégrante du système, garantissant sa fonctionnalité. Il est impossible de le supprimer ou de l'extraire sans conséquences négatives. On distingue les types suivants :

• opérationnel – est un ensemble de programmes et d’algorithmes nécessaires au fonctionnement du microprocesseur ;
• mémoire cache - c'est une sorte de tampon entre la RAM et le processeur, qui fournit vitesse optimale exécution programmes système;
• constante – prévu lors de la fabrication de l'ordinateur en usine, il intègre des outils de surveillance de l'état du PC à chaque démarrage ; programmes responsables du démarrage du système et de l'exécution des actions de base ; programmes de configuration de système ;
• semi-permanent – contient des données sur les paramètres d'un PC spécifique ;
• mémoire vidéo – il stocke les fragments vidéo qui doivent être affichés à l'écran ; il fait partie du contrôleur vidéo ;

Types de RAM d'ordinateur

Les performances et le « niveau intellectuel » d’un ordinateur sont largement déterminés par sa RAM. Il stocke les données utilisées pendant travail actif machine électronique. Il peut également être de différents types, mais les blocs les plus couramment utilisés sont DDR, DDR2, DDR3. Ils diffèrent par le nombre de contacts et les caractéristiques de vitesse.

Types de mémoire informatique externe

La mémoire externe de l'ordinateur est représentée par différents types de supports de stockage amovibles. Aujourd’hui, les principaux sont les disques durs, les clés USB ou encore les clés USB et les cartes mémoire. Les disques laser et les disquettes sont considérés comme obsolètes. Mais, bien qu’il soit amovible, il sert toujours d’unité de stockage pour la mémoire permanente et l’ordinateur ne fonctionnera pas sans lui. Cependant, il peut être librement retiré et déplacé vers un autre unité système, c'est pourquoi il est classé comme appareils externes mémoire.

Représentation des données en mémoire ordinateur personnel

(chiffres, symboles, graphiques, sons).

Forme et langue de présentation de l'information

Percevant des informations à l'aide des sens, une personne s'efforce de les enregistrer afin qu'elles deviennent compréhensibles pour les autres, en les présentant sous une forme ou une autre.

Le compositeur peut jouer le thème musical au piano puis l'écrire à l'aide de notes. Les images inspirées de la même mélodie peuvent être incarnées par un poète sous la forme d'un poème, un chorégraphe peut les exprimer dans la danse et un artiste peut les exprimer dans un tableau.

Une personne exprime ses pensées sous forme de phrases composées de mots. Les mots, à leur tour, sont constitués de lettres. Il s'agit d'une présentation alphabétique des informations.

La forme de présentation d'une même information peut être différente. Cela dépend de l’objectif que vous vous êtes fixé. Vous rencontrez des opérations similaires dans les cours de mathématiques et de physique, lorsque vous présentez une solution sous différentes formes. Par exemple, la solution au problème : « Trouver la valeur d'une expression mathématique... » peut être présentée sous forme de tableau ou de graphique. Pour ce faire, vous utilisez des moyens visuels de présentation d'informations : nombres, tableaux, dessins.

Ainsi, les informations peuvent être présentées sous diverses formes :

signe écrit, composé de divers signes, parmi lesquels il est d'usage de distinguer

symbolique sous forme de texte, de chiffres, de caractères spéciaux (par exemple, le texte d'un manuel) ;

graphique (par exemple, une carte géographique);

tabulaire (par exemple, un tableau enregistrant la progression d'une expérience physique) ;

sous forme de gestes ou de signaux (par exemple, feux de signalisation) ;

oral verbal (par exemple, conversation).

La forme sous laquelle l'information est présentée est très importante lors de sa transmission : si une personne est malentendante, alors l'information ne peut pas lui être transmise sous forme audio ; si un chien a un odorat peu développé, il ne peut pas travailler dans le service de recherche. À différents moments, les gens transmettaient des informations sous diverses formes en utilisant : la parole, la fumée, les tambours, la sonnerie des cloches, l'écriture, le télégraphe, la radio, le téléphone, le fax.

Quelle que soit la forme de présentation et la méthode de transmission de l'information, celle-ci est toujours transmise en utilisant une sorte de langage.

Dans les cours de mathématiques, vous utilisez un langage spécial basé sur les nombres, les opérations arithmétiques et les relations. Ils forment l’alphabet du langage mathématique.

Dans les cours de physique, lorsque vous étudiez un phénomène physique, vous utilisez la caractéristique de cette langue caractères spéciaux, à partir duquel vous composez des formules. Une formule est un mot dans le langage de la physique.

Dans les cours de chimie, vous utilisez également certains symboles et signes, en les combinant en « mots » d’une langue donnée.

Il existe une langue pour les sourds-muets, où les symboles de la langue sont certains signes exprimés par des expressions faciales et des mouvements de la main.

La base de toute langue est l'alphabet - un ensemble de signes (symboles) définis de manière unique à partir desquels un message est formé.

Les langues sont divisées en langues naturelles (parlées) et formelles. L'alphabet des langues naturelles dépend des traditions nationales. Les langages formels se retrouvent dans des domaines particuliers de l'activité humaine (mathématiques, physique, chimie, etc.). Il y en a environ 10 000 dans le monde différentes langues, dialectes, adverbes. De nombreuses langues parlées descendent de la même langue. Par exemple, le français, l'espagnol, l'italien et d'autres langues ont été formés à partir de la langue latine.

Informations d'encodage

Avec l’avènement du langage puis des systèmes de signes, les possibilités de communication entre les hommes se sont élargies. Cela a permis de stocker des idées, des connaissances acquises et d'éventuelles données et de les transférer de diverses manièresà distance et à d'autres moments - non seulement à ses contemporains, mais aussi aux générations futures. Les créations de nos ancêtres ont survécu jusqu'à nos jours, qui, à l'aide de divers symboles, se sont immortalisés ainsi que leurs actes dans des monuments et des inscriptions. Les peintures rupestres (pétroglyphes) restent encore un mystère pour les scientifiques. C'est peut-être ainsi que les peuples anciens voulaient entrer en contact avec nous, les futurs habitants de la planète, et raconter les événements de leur vie.

Chaque nation a sa propre langue, composée d'un ensemble de caractères (lettres) : russe, anglais, japonais et bien d'autres. Vous êtes déjà familier avec le langage des mathématiques, de la physique et de la chimie.

Représenter des informations à l’aide d’un langage est souvent appelé codage.

Le code est un ensemble de symboles (symboles) pour représenter des informations. Le codage est le processus de représentation d’informations sous forme de code.

Le conducteur transmet le signal à l'aide d'un klaxon ou de phares clignotants. Le code est la présence ou l'absence d'un klaxon, et en cas d'alarmes lumineuses, le clignotement des phares ou son absence.

Vous rencontrez un codage d'informations lorsque vous traversez la route après un feu tricolore. Le code est déterminé par les couleurs du feu de circulation - rouge, jaune, vert.

Le langage naturel dans lequel les gens communiquent repose également sur du code. Seulement dans ce cas, cela s'appelle un alphabet. En parlant, ce code est transmis par des sons, en écrivant - par des lettres. La même information peut être représentée à l’aide de codes différents. Par exemple, l'enregistrement d'une conversation peut être enregistré en utilisant des lettres russes ou des symboles sténographiques spéciaux.

À mesure que la technologie se développait, il est apparu différentes manières informations de codage. Dans la seconde moitié du XIXe siècle, l'inventeur américain Samuel Morse a inventé un code étonnant qui sert encore aujourd'hui à l'humanité. L'information est codée en trois « lettres » : un signal long (tiret), signal court(point) et aucun signal (pause) pour séparer les lettres. Ainsi, le codage revient à utiliser un ensemble de caractères disposés dans un ordre strictement défini.

Les gens ont toujours cherché des moyens de communiquer rapidement. Pour cela, des messagers étaient envoyés et des pigeons voyageurs étaient utilisés. Les peuples disposaient de différents moyens pour avertir d'un danger imminent : tambours, fumée des feux de joie, drapeaux, etc. Cependant, l'utilisation d'une telle présentation de l'information nécessite un accord préalable sur la compréhension du message reçu.

Le célèbre scientifique allemand Gottfried Wilhelm Leibniz a proposé une méthode unique et système simple représentation des nombres. "Le calcul par deux... est fondamental pour la science et donne lieu à de nouvelles découvertes... lorsque les nombres sont réduits aux principes les plus simples, qui sont 0 et 1, un ordre merveilleux apparaît partout."

Aujourd'hui, cette méthode de présentation d'informations dans un langage ne contenant que deux caractères alphabétiques - 0 et 1 - est largement utilisée dans appareils techniques, y compris sur l'ordinateur. Ces deux caractères 0 et 1 sont habituellement appelés chiffres ou bits binaires (de l'anglais bit - Binary Digit - signe binaire).

Les ingénieurs ont été attirés par cette méthode de codage par la simplicité de sa mise en œuvre technique - qu'il y ait un signal ou non. En utilisant ces deux chiffres, vous pouvez coder n’importe quel message.

Une unité de mesure plus grande pour la quantité d'informations est considérée comme 1 octet, composé de 8 bits.

Il est également habituel d'utiliser des unités plus grandes pour mesurer la quantité d'informations. Le nombre 1024 (210) est un multiplicateur lors du passage à une unité de mesure supérieure.

Kilobit Kbit

Kbits = 1024 bits ≈1000 bits

Mégabit Mbit

1 Mbit = 1 024 Kbit ≈ 1 000 000 bits

Gigabit Gbit

Gbit = 1 024 Mbit ≈ 1 000 000 000 bits

Kilooctet Ko (Ko)

1 Ko = 1024 octets ≈ 1000 octets

Mégaoctet Mo (Mo)

1 Mo = 1 024 Ko ≈ 1 000 000 octets

Gigaoctet Go (Go)

1 Go = 1 024 Mo ≈ 1 000 000 000 octets

Téraoctet To (To)

1 To = 1 024 Go ≈ 1 000 000 000 000 octets

Pétaoctet Poctet (Pb)

1 Po = 1 024 To ≈ 1 000 000 000 000 000 octets

Exaoctet Eoctet (Eb)

1 EB = 1024 Po ≈ 1 000 000 000 000 000 000 octets

Zettaoctet Zoctet (Zb)

1 Zoctet = 1024 Eoctet ≈ 1 000 000 000 000 000 000 000 octets

Encodage d'informations dans un ordinateur

Toutes les informations traitées par un ordinateur doivent être représentées sous forme de code binaire à l'aide de deux chiffres - 0 et 1. Ces deux caractères sont généralement appelés chiffres binaires, ou bits. En utilisant deux chiffres 1 et 0, vous pouvez coder n'importe quel message. C'est la raison pour laquelle deux processus importants doivent être organisés dans l'ordinateur :

le codage, qui est fourni par les périphériques d'entrée lors de la conversion des informations d'entrée sous une forme perceptible par ordinateur, c'est-à-dire en code binaire ;

décodage, qui est fourni par les périphériques de sortie lors de la conversion des données du code binaire sous une forme compréhensible par les humains.

Du point de vue de la mise en œuvre technique, l'utilisation du système de nombres binaires pour coder les informations s'est avérée bien plus

plus simple que d'utiliser d'autres méthodes. En effet, il est pratique de coder l'information sous la forme d'une séquence de zéros et de uns si l'on imagine ces valeurs comme deux états stables possibles d'un élément électronique :

0 - aucun signal électrique ou le signal est faible ;

1 - signal présent ou le signal est à un niveau élevé.

Ces conditions sont faciles à distinguer. L'inconvénient du codage binaire réside dans les codes longs. Mais en technologie, il est plus facile de gérer un grand nombre éléments simples qu'avec un petit nombre de projets complexes.

Même dans la vie de tous les jours, vous devez composer avec un appareil qui ne peut être que dans deux états stables : marche/arrêt. Bien sûr, il s’agit d’un changement familier à tout le monde. Mais il s'est avéré impossible de proposer un commutateur capable de basculer de manière stable et rapide vers l'un des 10 états. En conséquence, après plusieurs tentatives infructueuses, les développeurs sont arrivés à la conclusion qu'il était impossible de construire un ordinateur basé sur le système de nombres décimaux. Et la base pour représenter les nombres dans un ordinateur était le système de nombres binaires.

Actuellement, il existe différentes manières d’encoder et de décoder binairement des informations dans un ordinateur. Tout d'abord, cela dépend du type d'information, à savoir de ce qui doit être codé : texte, chiffres, images graphiques ou du son. De plus, lors du codage des nombres, la manière dont ils seront utilisés joue un rôle important : dans le texte, dans les calculs ou dans le processus d'E/S. Des particularités de mise en œuvre technique sont également imposées.

Encodage des nombres

Un système numérique est un ensemble de techniques et de règles permettant d’écrire des nombres à l’aide d’un ensemble spécifique de symboles.

Pour écrire des nombres, non seulement des chiffres, mais aussi des lettres peuvent être utilisés (par exemple, écrire des chiffres romains - XXI). Le même nombre peut être représenté de différentes manières divers systèmes Compte.

Selon la manière dont les nombres sont représentés, les systèmes numériques sont divisés en positionnels et non positionnels.

Dans un système de numérotation positionnelle, la valeur quantitative de chaque chiffre d'un nombre dépend de l'endroit (position ou chiffre) dans lequel l'un ou l'autre chiffre de ce nombre est écrit. Par exemple, en changeant la position du chiffre 2 dans le système numérique décimal, vous pouvez écrire différentes valeurs nombres décimaux, par exemple 2 ; 20 ; 2000 ; 0,02, etc.

Dans un système numérique non positionnel, les nombres ne changent pas de valeur quantitative lorsque leur emplacement (position) dans un nombre change. Un exemple de système non positionnel est le système romain, dans lequel, quel que soit l'emplacement, le même symbole a une signification constante (par exemple, le symbole X dans le nombre XXV).

Le nombre de symboles différents utilisés pour représenter un nombre dans le système numérique positionnel est appelé la base du système numérique.

Dans les ordinateurs, le système numérique le plus approprié et le plus fiable s’est avéré être le système numérique binaire, qui utilise des séquences de chiffres 0 et 1 pour représenter les nombres.

De plus, pour travailler avec la mémoire de l'ordinateur, il s'est avéré pratique d'utiliser la représentation des informations à l'aide de deux autres systèmes numériques :

octal (tout nombre est représenté par huit chiffres - 0, 1, 2... 7) ;

hexadécimal (les caractères numériques utilisés sont 0, 1, 2... 9 et les lettres - A, B, C, D, E, F, remplaçant respectivement les chiffres 10, 11, 12, 13, 14, 15).

Encodage des informations sur les caractères

En appuyant sur une touche alphanumérique du clavier, un signal est envoyé à l'ordinateur sous la forme d'un nombre binaire, qui est l'une des valeurs de la table de codes. Une table de codes est une représentation interne de symboles dans un ordinateur. La table ASCII (American Standard Code for Informational Interchange) a été adoptée comme norme dans le monde entier. code standardéchange d'informations).

Pour stocker le code binaire d'un caractère, 1 octet = 8 bits est alloué. Étant donné que chaque bit vaut 1 ou 0, le nombre de combinaisons possibles de 1 et de 0 est 28 = 256.

Cela signifie qu'avec 1 octet, vous pouvez obtenir 256 combinaisons de codes binaires différentes et les utiliser pour afficher 256 caractères différents. Ces codes constituent la table ASCII.

Par exemple, lorsque vous appuyez sur la touche avec la lettre S, le code 01010011 est écrit dans la mémoire de l'ordinateur. Lorsque la lettre 8 s'affiche à l'écran, l'ordinateur effectue un décodage - sur la base de ce code binaire, une image du symbole est obtenue. construit.

SOLEIL (SOLEIL) - 01010011 010101101 01001110

La norme ASCII code les 128 premiers caractères de 0 à 127 : chiffres, lettres de l'alphabet latin, caractères de contrôle. Les 32 premiers caractères sont des caractères de contrôle et sont principalement destinés à transmettre des commandes de contrôle. Leur objectif peut varier en fonction du logiciel et du matériel. La seconde moitié de la table de codes (de 128 à 255) n'est pas définie par la norme américaine et est destinée aux caractères des alphabets nationaux, pseudographiques et certains symboles mathématiques. Peut être utilisé dans différents pays diverses options la seconde moitié de la table de codes.

Faites attention! Les nombres sont codés selon la norme ASCII et sont écrits dans deux cas : lors de l'entrée/sortie et lorsqu'ils apparaissent dans le texte. Si des nombres sont impliqués dans les calculs, ils sont alors convertis en un autre code binaire.

À titre de comparaison, considérons le nombre 45 pour deux options de codage.

Lorsqu'il est utilisé dans du texte, ce numéro nécessitera 2 octets pour sa représentation, puisque chaque chiffre sera représenté par son propre code conformément à la table ASCII. Dans le système binaire - 00110100 00110101.

Lorsqu'il est utilisé dans les calculs, le code de ce numéro sera obtenu selon des règles de traduction spéciales et présenté sous la forme d'un nombre binaire de 8 bits 00101101, qui nécessite 1 octet.

Encodage des informations graphiques

Vous pouvez créer et stocker des objets graphiques sur votre ordinateur de deux manières : sous forme d'image raster ou sous forme d'image vectorielle. Chaque type d'image utilise sa propre méthode d'encodage.

Une image raster est une collection de points utilisés pour l'afficher sur un écran de contrôle. Volume image bitmap est défini comme le produit du nombre de points et du volume d'informations d'un point, qui dépend du nombre de couleurs possibles. Pour une image en noir et blanc, le volume d'informations d'un point est de 1 bit, puisqu'un point peut être noir ou blanc, qui peut être codé avec deux chiffres - 0 ou 1.

Pour coder 8 couleurs, 3 bits sont nécessaires ; pour 16 couleurs - 4 bits ; pour 6 couleurs - 8 bits (1 octet), etc.

encodage d'un dessin en noir et blanc

codage de motif de couleur

Une image vectorielle est une collection de primitives graphiques. Chaque primitive est constituée de segments de courbe élémentaires dont les paramètres (coordonnées des points nodaux, rayon de courbure, etc.) sont décrits par des formules mathématiques. Pour chaque ligne, son type (plein, pointillé, tiret-pointillé), son épaisseur et sa couleur sont indiqués, et les figures fermées sont en outre caractérisées par le type de remplissage. Codage images vectorielles effectué de différentes manières en fonction de l’environnement d’application. En particulier, les formules décrivant des segments de courbes peuvent être codées sous forme d'informations alphanumériques ordinaires pour un traitement ultérieur. programmes spéciaux.

Encodage des informations audio

Le son est une onde sonore dont l'amplitude et la fréquence varient continuellement. Plus l'amplitude du signal est grande, plus il est fort pour une personne ; plus la fréquence du signal est élevée, plus le ton est aigu. Pour qu'un ordinateur puisse traiter le son, un signal audio continu doit être converti en une séquence d'impulsions électriques (uns et zéros binaires).

Lors du processus de codage d'un signal audio continu, son échantillonnage temporel est effectué. Une onde sonore continue est divisée en petites sections distinctes, et pour chacune de ces sections, une certaine valeur d'amplitude est définie. Ainsi, la dépendance continue de l'amplitude du signal en fonction du temps est remplacée par une séquence discrète de niveaux de volume.

Moderne cartes son fournir une profondeur d'encodage audio de 16 bits. Dans ce cas, le nombre de niveaux de signal sera de 65 536.

Lors du codage binaire d'un signal audio continu, il est remplacé par une séquence de niveaux de signal discrets. La qualité du codage dépend du nombre de mesures de niveau de signal par unité de temps, c'est-à-dire sur la fréquence d'échantillonnage. Plus le nombre de mesures effectuées en 1 seconde est élevé (plus la fréquence d'échantillonnage est élevée), plus la procédure de codage binaire est précise.

Le nombre de mesures par seconde peut aller de 8 000 à 48 000, soit La fréquence d'échantillonnage d'un signal audio analogique peut prendre des valeurs de 8 à 48 kHz - qualité sonore du CD audio. Il convient également de garder à l'esprit que les modes mono et stéréo sont possibles.

Programme d'enregistrement sonore Programme standard Enregistreur de son Windows joue le rôle d'un magnétophone numérique et permet d'enregistrer du son, c'est-à-dire discrétiser signaux sonores, et enregistrez-les dans fichiers sonores au format wav. Ce programme vous permet également d'effectuer une édition simple de fichiers audio.

Toutes les informations sur un ordinateur sont présentées sous forme numérique. Pour les nombres, cette représentation est naturelle. Pour les informations non numériques (par exemple, le texte), une technique standard est utilisée : toutes les valeurs possibles sont numérotées et au lieu des valeurs elles-mêmes, leurs numéros (qui jouent le rôle de codes) sont stockés. Ainsi, pour représenter les informations textuelles, un tableau de symboles est utilisé, contenant tous les caractères de l'alphabet pouvant apparaître dans le texte, et le texte stocké dans la mémoire de l'ordinateur est remplacé par une liste de numéros de symboles dans ce tableau. Les informations d’autres types sont codées de la même manière. Dans tous les cas, le contenu des données non numériques représentées stockées dans l'ordinateur dépend de tables de numérotation (appelées tables d'encodage).

Le nombre de chiffres binaires requis pour enregistrer un code à l'aide de cette méthode d'enregistrement dépend de la taille totale du tableau. Le plus grand nombre pouvant être écrit en binaire à l’aide de N chiffres est constitué de N unités. Ce nombre est 1 + 2 + 4 + ... + 2 N -1 = 2 N- 1. Par exemple, en utilisant 8 chiffres binaires vous pouvez distinguer 2 8 = 256 caractères de texte. Par conséquent, environ log 2 M chiffres binaires sont nécessaires pour stocker des codes de valeur dont la taille totale est égale au nombre M.

Ce raisonnement est si important pour toute l'idéologie du stockage d'informations en code binaire qu'en informatique, il est d'usage de mesurer le volume de données et de mémoire informatique non pas dans le système de nombres décimaux, mais dans des unités de mesure spéciales basées sur des puissances de deux. En utilisant le fait que 2 10 = 1024 n'est pas très différent de 10 3 = 1000, il est d'usage d'appeler 1024 octets un kilo-octet (1 Ko). De même, un mégaoctet (1 Mo) équivaut à 024 kilo-octets et un gigaoctet (1 Go) à 1 024 mégaoctets. Quantité d'informations dans monde moderne si grand qu'il est nécessaire d'introduire une unité supplémentaire - un téraoctet (1T6), égal à 1024 gigaoctets. Si une précision particulière n'est pas nécessaire, nous pouvons alors supposer qu'environ 1 téraoctet = 1 000 gigaoctets = 1 million de mégaoctets = 1 milliard de kilo-octets = 1 billion d'octets.

Dimension de l'information Pour renseignement prendre la quantité d'informations contenues dans le choix de l'un des deux événements équiprobables. Cette unité est appelée chiffre binaire, ou bit.

En informatique et en technologie informatique, un système de représentation des données en code binaire a été adopté. La plus petite unité de cette représentation est le bit.

Octet  C'est un groupe de bits interconnectés. 1 octet = 8 bits. Un octet code un caractère d'information textuelle.

1 kilo-octet (Ko) = 1 024 octets.

Cependant, partout où cela n'a pas d'importance, ils considèrent que 1 Ko équivaut à 1000 octets. Classiquement, on peut supposer qu'une page de texte dactylographié non formaté équivaut à 2 Ko.

1 mégaoctet (Mo) = 1 024 Ko.

1 gigaoctet (Go) = 1 024 Mo.

1 téraoctet (To) = 1 024 Go.

On a déjà dit que logiquement la RAM de l'ordinateur est une séquence linéaire d'octets. La longueur de cette séquence dans les ordinateurs personnels modernes atteint des dizaines et des centaines de mégaoctets. Les supercalculateurs ont encore plus de mémoire.

Pour stocker les nombres, en fonction de leur taille et de leur précision, plusieurs octets de mémoire sont alloués (de 1 à 10). Il existe deux formes principales de représentation d'un nombre dans la mémoire d'un ordinateur. Dans la première méthode, tous les bits des octets de mémoire alloués pour stocker un nombre sont numérotés séquentiellement et les chiffres binaires du nombre sont directement écrits dans les bits de mémoire correspondants. Un bit est alloué pour représenter le signe du nombre (0 est plus, 1 est moins). Dans la deuxième méthode, le nombre est représenté sous la forme dite normalisée (ou exponentielle) : X = M 10 n , où le nombre M.(appelé la mantisse) compris entre 1 et 10, le nombre n(appelé commande) - entier.

Plusieurs formats sont utilisés pour représenter des entiers et des nombres normalisés, qui diffèrent par leur taille et la présence ou l'absence d'un bit de signe. Cela détermine la plage de nombres qui peuvent être représentés dans un format donné. Par exemple, si l'on sait à l'avance qu'une valeur entière est positive et ne peut pas être supérieure à 255, alors 1 octet suffit pour la stocker. Pour stocker des valeurs qui varient entre -2 15 = -32 768 et 2 15 - 1 = 32 767, 2 octets sont alloués. Si un entier ne rentre pas dans cette plage, alors 4 octets sont alloués pour le stocker (plage -2 31 à 2 31 - 1).

En principe, une approche similaire convient également aux nombres fractionnaires. Les chiffres d'un nombre sont entrés dans la mémoire de l'ordinateur, mais on suppose qu'il y a un point décimal à un certain endroit dans cette entrée. Cette forme d'enregistrement est appelée représentation d'un nombre avec point fixe. Le nombre maximum de chiffres dans un nombre et la position spécifique du point décimal sont déterminés par le format du nombre. Il existe plusieurs options pour le format de représentation des nombres à virgule fixe dans la mémoire de l'ordinateur.

La représentation des nombres normalisés est appelée présentation convertir un nombre à virgule flottante . Il permet de stocker des quantités pouvant avoir des valeurs sur une très large plage. Dans la mémoire de l'ordinateur, l'exposant et la mantisse sont stockés séparément sous forme d'entiers binaires signés. Les ordinateurs modernes utilisent plusieurs formats pour représenter les nombres à virgule flottante, qui diffèrent par la taille totale de la représentation numérique (6, 8 ou 10 octets), ainsi que par la taille de la mémoire allouée séparément pour la mantisse et l'ordre. Celui-ci détermine la plage globale des valeurs possibles d'une valeur numérique dans un ordinateur et l'erreur minimale dans les calculs résultant de l'incapacité de l'ordinateur à stocker plus de chiffres après la virgule décimale.

En réalité, les informations sont hétérogènes. Les données sont généralement divisées en informations numériques, textuelles et logiques. Les informations textuelles sont comprises comme une séquence linéaire de caractères. Pour représenter un caractère dans la mémoire de l'ordinateur, le schéma suivant est utilisé : un ensemble de caractères de texte valides est enregistré (généralement 2 8 = 256 caractères), et chaque caractère se voit attribuer un numéro (de 0 à 255), qui sert de caractère code. Après cela, la séquence de caractères est remplacée par une séquence de codes, qui sont écrits dans la mémoire de l'ordinateur sous forme d'entiers binaires (non signés). Le code d'un caractère tient dans 1 octet de mémoire (c'est pourquoi historiquement la mémoire était divisée en groupes de 8 bits, puisqu'il s'est avéré que le nombre optimal de caractères est de 2 8, et non, par exemple, de 2 9).

L'ensemble des caractères valides et leurs codes constituent la table de codage des caractères. Naturellement, ce tableau ne doit pas dépendre de l'arbitraire du programmeur ou du fabricant de l'ordinateur, car l'échange d'informations dans ce cas sera très difficile. Il existe actuellement une norme A.S.C./ f (Américain Standard Code pour Informatif Échange), contenant 128 caractères de base (codes 0 à 127) et 128 caractères étendus (codes 128 à 255). Cette norme n'incluant pas les caractères des alphabets nationaux, dans chaque pays les 128 codes de caractères étendus (de 128 à 255) sont remplacés par des caractères de l'alphabet national. En d’autres termes, chaque langue dont l’alphabet est différent de l’anglais établit ses propres normes. Un texte significatif dans une langue n’aura aucun sens dans une autre. Ainsi, pour bon fonctionnement Avec le texte, non seulement l’information elle-même est importante, mais aussi son interprétation. Un programme qui interprète correctement les codes de caractères selon la table de codage dans un alphabet particulier est appelé pilote de texte

Une valeur logique est une valeur qui ne peut prendre que deux valeurs : vrai EtFAUX (« vrai » et « faux »). Pour stocker la valeur d'une variable logique, 1 bit suffit. Typiquement, la valeur « un » d'un bit mémoire est associée à vrai, la valeur « zéro » à faux.

Pour stocker des objets plus complexes dans la mémoire de l'ordinateur, tels que des images vidéo ou des sons, les descriptions de ces objets sont converties sous forme numérique. Il existe de nombreuses façons de coder ce type d'informations, mais en fin de compte, une image ou un son est représenté comme une séquence de zéros et de uns, qui sont placés dans des bits de mémoire d'ordinateur et, si nécessaire, récupérés à partir de là et interprétés. d'une certaine manière.

Représentation logique et physique des données

Lorsqu'il travaille avec un SGBD, l'utilisateur s'occupe de la représentation logique des données et peut même ne pas savoir comment la représentation des données dans la mémoire de l'ordinateur est physiquement organisée. Cependant, l'efficacité des applications utilisant des bases de données dépend en grande partie de la méthode de placement physique des données.

L'organisation physique des données dépend du type d'ordinateur utilisé et du SGBD spécifique. Différents SGBD utilisent différentes méthodes pour stocker les données en mémoire et les moyens d'y accéder. Par conséquent, lors du choix d’un SGBD au stade de la conception, il est important de connaître et de comprendre les fonctionnalités méthode physique stockage de données. Le principal critère de sélection est l’efficacité de l’accès aux données.

Si les concepts de base du modèle logique de données sont champ booléen, entrée logique Et fichier logique, alors pour le modèle physique, il existe des concepts de base similaires - champ physique, enregistrement physique, fichier physique.

Remarque 1

Certaines méthodes d'accès peuvent mapper un champ logique directement sur un champ physique, un enregistrement logique sur un enregistrement physique et un fichier logique sur un fichier physique. Mais dans cas général il n’existe pas de telle correspondance individuelle.

Schéma de fonctionnement du processeur et de la mémoire

Il existe deux types de mémoire dans un ordinateur : opérationnel Et externe. Dans ce cas, le processeur accède directement uniquement BÉLIER. Les bases de données sont conçues pour stocker de manière permanente de grandes quantités d'informations, elles sont donc stockées dans mémoire externe. L’organisation de l’accès aux données doit donc prendre en compte les caractéristiques des deux types de mémoire et leur interaction.

Propriétés de base de la RAM :

• L'unité d'information adressable minimale est de 1 octet.
• Chaque octet possède sa propre adresse unique, c'est-à-dire que la mémoire est directement adressable.
• Pour sélectionner des données, le processeur accède directement à la séquence d'octets contenant les données souhaitées.

Propriétés de base de la mémoire externe :

• L’unité d’information minimale adressable est un enregistrement physique.
• Pour être traité par le processeur, l'enregistrement physique doit être lu dans la RAM.
• La lecture ne peut se faire que par petits blocs, puisqu'il est impossible de placer l'intégralité de la base de données en RAM.

Interaction des types de mémoire

La séquence de champs logiques d'un enregistrement logique particulier est mappée sur une séquence d'octets directement adressables dans la RAM. L'adressage direct permet au processeur d'accéder au champ souhaité. Pour une telle représentation, il faut que tous les enregistrements aient une longueur fixe, alors la longueur de l'enregistrement sera égale à la somme des longueurs de ses champs. Si la longueur du champ n'est pas fixe, il devient alors impossible d'utiliser l'adressage direct.

Le problème peut survenir dans une situation où vous devez stocker un gros morceau de texte, dont la longueur peut varier d'un enregistrement à l'autre. Dans ce cas, le texte se trouve dans une mémoire externe, et le champ stocke un lien vers cette zone mémoire. C’est exactement ainsi qu’est organisé le champ de type MEMO dans certains SGBD.

Chaque fois que la RAM accède à la mémoire externe, elle lit ou écrit un enregistrement physique. Chaque accès à la mémoire externe prend un certain temps, ce qui affecte considérablement la vitesse de l'ensemble du système. Ainsi, afin de minimiser le nombre d'accès à la mémoire externe, dans certains SGBD, l'enregistrement physique est allongé en incluant plusieurs enregistrements logiques.

Une autre façon de minimiser le nombre d'accès consiste à utiliser des enregistrements physiques de longueur fixe, indépendants de la longueur des enregistrements logiques. De tels enregistrements physiques sont appelés pages. S'il s'avère qu'un nombre non entier d'enregistrements logiques rentre dans la page, alors le dernier enregistrement incomplet est supprimé et la page reste incomplètement remplie. C'est exactement la méthode utilisée dans MS SQL SERVER.