18. Преобразование информации из аналоговой в цифровую Разница между аналоговой информацией и цифровой прежде всего в том, что аналоговая информация непрерывна, а цифровая — дискретна.

Преобразование информации из одной формы представления в другой необходимый этап для отображения, запоминания и передачи информации. Таким образом, перевод аналоговой формы представления сигнала в цифровую осуществляется в несколько этапов. На первом этапе происходит дискретизация непрерывного сигнала, на втором же происходит измерения сигнала в моменты дискретизации. Иными словами непрерывная синусоида сигнала разбивается на отдельные промежутки – дискреты (моменты), после чего измеряется значение сигнала (функции) в этих моментах. На этапе дискретизации осуществляется квантование по времени, то есть непрерывная функция разбивается на множество дискрет, на этапе измерения происходит квантование по уровню, в каждой из дискрет происходит измерение сигнала. Во время дискретизации по времени выбирается шаг квантования в соответствии с теоремой Котельникова-Найквиста.

(телевизор, радио, телефон и т.п.)

Музыка, когда мы ее слышим, несет аналоговую информацию, но стоит только записать ее нотами, как оно становится цифровой. Мы легко различим разницу в одной и той же ноте, если исполнить ее на фортепьяно и на флейте, хотя на бумаге эти ноты выглядят одинаково.

Человек, благодаря своим органам чувств привык иметь дело с аналоговой информацией, а в компьютере информация представлена в цифровом виде. Преобразование графической и звуковой информации из аналоговой формы в дискретную производится путем дискретизации, то есть разбиения непрерывного графического изображения или звукового сигнала на отдельные элементы.  Дискретизация – это преобразование непрерывных изображений и звука в набор дискретных значений в форме кодов. 

19. Трансляторы.

Трансля́тор — программа или техническое средство, выполняющее трансляцию программы.

Трансляторы подразделяют:

Диалоговый. Обеспечивает использование языка программирования в режиме разделения времени (англ.).

Синтаксически-ориентированный (синтаксически-управляемый). Получает на вход описание синтаксиса и семантики языка и текст на описанном языке, который и транслируется в соответствии с заданным описанием.

Однопроходной. Формирует объектный модуль за один последовательный просмотр исходной программы.

Многопроходной. Формирует объектный модуль за несколько просмотров исходной программы.

Оптимизирующий. Выполняет оптимизацию кода в создаваемом объектном модуле.

Тестовый. Набор макрокоманд языка ассемблера, позволяющих задавать различные отладочные процедуры в программах, составленных на языке ассемблера.

Обратный. Для программы в машинном коде выдаёт эквивалентную программу на каком-либо языке программирования (см.: дизассемблер, декомпилятор).

20. Алгоритм. Свойства алгоритма.

Алгоритм - это определённая последовательность действий, которые необходимо выполнить, чтобы получить результат. Алгоритм может представлять собой некоторую последовательность вычислений, а может - последовательность действий нематематического характера. Для любого алгоритма справедливы общие закономерности - свойства алгоритма.

Свойства алгоритма:

Дискретность - это свойство алгоритма, когда алгоритм разбивается на конечное число элементарных действий (шагов).

Понятность - свойство алгоритма, при котором каждое из этих элементарных действий (шагов) являются законченными и понятными.

Детерминированность - свойство, когда каждое действие (операция.указание.шаг.требование) должно пониматься в строго определённом смысле, чтобы не оставалась места произвольному толкованию. чтобы каждый, прочитавший указание, понимал его однозначно.

Массовость - свойство, когда по данному алгоритму должна решаться не одна, а целый класс подобных задач.

Результативность – свойство, при котором любой алгоритм в процессе выполнения должен приводить к определённому результату. Отрицательный результат также является результатом.

21. Базовые алгоритмические конструкции.

Базовые алгоритмические конструкции - это способы управления обработкой информации. Характерной особенностью этих структур является наличие у них одного входа и одного выхода.

На сегодняшний день существует всего 3 базовых:

• л инейные алгоритмы;

• алгоритмы ветвления;

• циклические алгоритмы.

Теперь подробнее о каждом. Линейным называется такой алгоритм, в котором блоки алгоритма исполняются линейно, один за другим. Другими словами такой алгоритм в любом случае не будет иметь условных и безусловных переходов. Алгоритм ветвления нужен в том случае, когда для решения конкретной задачи нужно проверить переменную на определенное условие. В таком случае в зависимости от условия и значения переменной будут выполнятся различные действия, но при этом каждая ветвь алгоритма (каждое действие) будет выполняться не более одного раза.  Перед рассмотрением циклических структур определим, что такое цикл. Цикл - это команда исполнителю (компилятору или грубо говоря компьютеру в целом) повторить некую последовательность действий определенное количество раз. Теперь становится ясно, что циклический алгоритм являет собой структуру, где некоторые участки кода могут выполняться более одного раза. Но нужно помнить, что количество повторений цикла должно быть всегда конечное число, иначе произойдет зацикливание и решение задачи не сможет закончиться.

22. Способы записи алгоритмизации. Блок-схемный метод.

• на естественном языке (описание каждого шага словесно);

• в графическом виде (в виде блок-схем);

• на алгоритмическом языке;

• на языке программирования, в виде программы (кода).

Блок-схема

23. Представление числовой информации в ЭВМ. Прямой, обратный и дополнительный коды.

Представление числовой информации.

В ЭВМ используются три вида чисел:

-  с фиксированной точкой,

-  с плавающей точкой,

-  двоично-десятичное представление.

У чисел с фиксированной точкой – строго определенное место точки – или перед первой значащей цифрой числа (дробное, число по модулю меньше единицы, например 0.101), или после последней значащей цифрой числа (целое число, например 101.0).

Числа с плавающей точкой представляются в виде мантиссы т_a и порядка р_a, например число А₁₀=373 можно представить в виде 0.373 • 10³, при этом т_a= 0.373, р_a= 3.

Порядок числа р_а определяет положение точки в двоичном числе. Например, А₂ ⁼ (100; 0.101101) – обозначает число А₂= 1011.01

Двоично-десятичная форма представления двоичных чисел используется при необходимости ввода, вывода и обработки большого количества десятичных данных.

В двоично-десятичной системе каждая цифра десятичного числа представляется двоичной тетрадой. Например, А₁₀=3759, А_2-10= 0011 0111 0101 1001.

Значение знака числа отмечается кодом, отличным от кодов цифр. Например «+» имеет значение тетрады «1100», а «–» – «1101».

В ЭВМ все операции выполняются над числами, представленными специальными машинными кодами. Их использование позволяет обрабатывать знаковые разряды чисел так же, как и значащие разряды, а также заменять операцию вычитания операцией сложения.

Прямой код числа образуется кодированием знака числа нулём, если число положительно и единицей, если число отрицательно (для двоичной системы)

Для общего случая (q - 1) - если число отрицательно, и 0 - если число положительно. q - основание системы счисления.

Код знака записывается перед старшей цифрой числа и отделяется от неё точкой:

-1.01 = 1.101

Прямой, обратный и дополнительный коды положительных чисел совпадают между собой.

Обратный код отрицательного числа образуется из прямого кода, заменой его цифр на их дополнения до величины q-1. Код знака сохраняется без изменения.

Пример :

+12310 = 0.123пр = 0.123об.

-12310 = 9.123пр = 9.876об

+3А7С0016 = 0.3А7С00пр = 0.3А7С00об.

-3А7С0016 = F.3А7С00пр= F.C583FFоб.

-1012 = 1.101пр = 1.010об.

Замена цифр их дополнениями для двоичной системы совпадает с операцией инверсии, то есть нули заменяются единицами, единицы - нулями. Знак принимает значение, равное единице.

Дополнительный код отрицательного числа образуется из обратного увеличением на 1 его младшего разряда. При этом перенос из знакового разряда игнорируется.

Пример:

+23610 = 0.236пр.= 0.236об.= 0.236доп.

-23610 = 9.236пр.= 9.763об.= 9.764доп.

-1012= 1.101пр.= 1.010об= 1.011доп.

-3А7С16= F.3А7Спр= F.C583об.= F.C584доп.

(2° – для целых чисел, 2^-к – для дробных).

Правила перевода из прямого кода в обратный и из обратного в прямой, а также из прямого в дополнительный и из дополнительного в прямой совпадают между собой.