Capítol 1: L'ordinador de propòsit general i els números utilitzats

Capitol 1 L Ordinador De Proposit General I Els Numeros Utilitzats



Part 1: Introducció als ordinadors i sistemes operatius
Part 1.1: Taula de continguts
Capítol 1: L'ordinador de propòsit general i els números utilitzats

L'ordinador és una màquina electrònica que està formada per diversos components per processar i emmagatzemar les dades. Les dades poden donar lloc a text, imatge, so o vídeo.







1.1 Components físics externs d'un ordinador de propòsit general

La figura següent mostra el dibuix d'un ordinador de propòsit general amb els components més utilitzats:





Figura. 1.1 Ordinador d'ús general





El teclat, el ratolí i el micròfon són dispositius d'entrada. L'altaveu i la pantalla (monitor) són dispositius de sortida. La unitat del sistema, anomenada ordinador en el diagrama, és la que fa tots els càlculs. Els dispositius d'entrada i els dispositius de sortida s'anomenen perifèrics.

El diagrama anterior és un sistema informàtic de torre o simplement un ordinador de torre. Per això, la unitat del sistema està en posició vertical. Alternativament, la unitat del sistema es pot dissenyar per posar-se plana sobre l'escriptori (taula) i el monitor es col·loca a sobre. Aquest sistema informàtic es coneix com a sistema informàtic d'escriptori o simplement un ordinador d'escriptori.



La figura següent és el diagrama d'un ordinador portàtil amb els noms dels components externs:

Fig 1.2 Ordinador portàtil

Quan un s'asseu, l'ordinador portàtil es pot posar a la falda per treballar. La unitat òptica del diagrama és la unitat de CD o DVD. El touchpad és el substitut del ratolí. La unitat del sistema té el teclat.

1.2 Mecanografia

Com que s'espera que totes les elits de qualsevol part del món avui puguin utilitzar l'ordinador, llavors totes les elits han d'aprendre a escriure amb el teclat. Les classes de mecanografia es poden pagar o gratuïtes a Internet. Si no hi ha diners o mitjans per a les classes, el lector ha de fer servir els següents consells per saber com escriure:

Al teclat anglès, una de les files centrals té les tecles F i K. La tecla F es troba a l'esquerra, però no a l'extrem esquerre de la fila. La tecla J és a la dreta, però no a l'extrem dret.

A banda i banda d'una persona, hi ha el dit polze, dit índex, dit mig, dit anular i dit petit. Abans d'escriure, el dit índex de la mà esquerra ha d'estar per sobre de la tecla F. El dit mitjà ha d'estar per sobre de la següent tecla movent-se cap a l'esquerra. El dit anular ha de seguir per sobre de la següent tecla, i el dit petit per sobre de la tecla després, tot cap a l'esquerra. Abans d'escriure, el dit índex de la mà dreta ha d'estar per sobre de la tecla J. El dit mitjà de la mà dreta ha d'estar per sobre de la següent tecla movent-se cap a la dreta. El dit anular ha de seguir per sobre de la següent tecla, i el dit petit ha d'estar per sobre de la tecla després, tot cap a la dreta.

Amb la configuració de les mans, hauríeu d'utilitzar el dit més proper per prémer la tecla més propera desitjada del teclat. Al principi, l'escriptura serà lenta. Tanmateix, la teva escriptura serà més ràpida amb les setmanes i els mesos.

No abandoneu mai aquesta actitud, ja que la velocitat d'escriptura augmenta. Per exemple, no abandoneu mai l'ús adequat dels tres últims dits de la mà esquerra. Si s'abandona, serà molt difícil tornar a l'enfocament d'escriptura correcte. Per tant, la velocitat d'escriptura no millorarà mentre no es corregeixi l'error.

1.3 Placa base

La placa base és una placa àmplia i es troba a la unitat del sistema. Té un circuit electrònic amb components electrònics. Els circuits de la placa base són els següents:

Microprocessador
Avui, aquest és un component. És un circuit integrat. Té pins per connectar-se a la resta de circuits de la placa base

El microprocessador fa tota l'anàlisi i la computació bàsica per a la placa base i tot el sistema informàtic.

Circuit d'interrupció de maquinari
Suposem que l'ordinador està executant un programa (aplicació) i que es prem una tecla del teclat. El microprocessador s'ha d'interrompre perquè rebi el codi de la clau o faci el que s'espera que faci com a resultat de prémer una tecla determinada.

Aquestes interrupcions de maquinari es poden fer de dues maneres: o bé el microprocessador té un pin per al senyal d'interrupció per a cada possible perifèric o el microprocessador pot tenir uns dos pins i hi ha un circuit d'interrupció que precedeix aquests dos pins cap al microprocessador per a tots els possibles. perifèrics. Aquest circuit d'interrupció té pins per als senyals d'interrupció de tots els perifèrics possibles que interromprien el microprocessador.

El circuit d'interrupció sol ser un petit circuit integrat, juntament amb alguns petits components electrònics, anomenats portes.

Accés directe a la memòria
Cada ordinador té una memòria de només lectura (ROM) i una memòria d'accés aleatori (RAM). La mida de la ROM és petita i només conté una petita informació permanentment, fins i tot quan l'ordinador està apagat. La mida de la memòria RAM és gran, però no tan gran com la mida del disc dur.

Quan està encès (l'ordinador s'ha encès), la memòria RAM pot contenir molta informació. Quan l'ordinador s'apaga (l'alimentació està apagada), tota la informació de la memòria RAM deixa d'existir.

Quan s'ha de transferir un codi d'un sol caràcter de la memòria a un perifèric o viceversa, el microprocessador fa la feina. Això vol dir que el microprocessador ha d'estar actiu.

Hi ha moments en què s'ha de transferir una gran quantitat de dades de la memòria al disc o viceversa. Hi ha un circuit a la placa base anomenat circuit d'accés directe a la memòria (DMA). Això fa la transferència, igual que el microprocessador.

El DMA només entra en acció, només quan la quantitat de dades a transferir entre la memòria i el dispositiu d'entrada/sortida (perifèric) és alta. Quan això passa, el microprocessador és lliure de continuar amb altres treballs, i aquest és el principal avantatge de tenir un circuit d'accés directe a la memòria.

El circuit DMA sol ser un IC (circuit integrat), juntament amb alguns petits components electrònics anomenats portes.

Circuit adaptador de la unitat de visualització visual
Perquè les dades es moguin del microprocessador a la pantalla, han de passar pel circuit adaptador de la unitat de visualització visual de la placa base. Això és degut a que els caràcters o senyals del microprocessador no són adequats per a la pantalla directament.

Altres circuits
Altres circuits poden estar a la placa base. Per exemple, un circuit de so per a l'altaveu pot estar a la placa base. El circuit de so també pot venir com un circuit de targeta de so per inserir-lo en una ranura de la placa base.

Als efectes d'aquest capítol, n'hi ha prou de conèixer la presència dels circuits esmentats anteriorment, fins i tot sense el circuit de so.

El microprocessador també s'anomena unitat central de processament que s'abreuja com a CPU. El microprocessador s'abreuja com a µP. CPU significa el mateix que µP. La CPU i el µP s'utilitzen molt a la resta d'aquest curs de carrera en línia per significar com a microprocessador o unitat central de processament, tots dos són el mateix.

1.4 Comptar en diferents bases

Comptar significa afegir 1 al dígit anterior o al número anterior. Els següents són deu dígits, inclòs el 0 per comptar en base 10:

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

Un altre nom per a la base és radix. La base o la base és el nombre de dígits diferents en un recompte de bases. La base deu té deu dígits sense deu que consta de dos dígits. Després de sumar 1 a 9, s'escriu 0 i l'aportació d'1 s'escriu just davant de 0 per tenir deu. De fet, no hi ha (un sol) dígit per a cap base (qualsevol radix). Tingueu en compte que no hi ha cap dígit per a deu. Deu es pot escriure com 1010 que es llegeix com a base deu un zero.

La base setze té setze dígits, inclòs 0, que són:

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

A la base setze, els números deu, onze, dotze, tretze, catorze, quinze són A, B, C, D, E i F, respectivament. També es poden escriure en minúscula com: a, b, c, d, e, f. Tingueu en compte que no hi ha cap dígit per a setze.

A la base setze, després de sumar 1 a F, s'anota 0 i s'escriu l'aportació d'1 just davant de 0 per tenir 1016 que es llegeix com a base setze un zero.

La base vuit té vuit dígits, inclòs el 0, que són:

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

Tingueu en compte que no hi ha cap dígit per a vuit.

A la base vuit, després de sumar 1 a 7, s'anota 0 i s'escriu l'aportació d'1 just davant de 0 per tenir 108 que es llegeix com a base vuit d'un zero.

La base dos té dos dígits, inclòs el 0, que són:

0, 1

Tingueu en compte que no hi ha cap dígit per a dos.

A la base dos, després de sumar 1 a 1, s'anota 0 i s'escriu l'aportació d'1 just davant de 0 per tenir 102 que es llegeix com a base 2 d'un zero.

A la taula següent, el recompte es fa d'un a un zero en base setze. Els nombres corresponents en base deu, base vuit i base dos també es donen a cada fila:

Recordeu que comptar vol dir afegir 1 al dígit anterior o al número anterior. Per a qualsevol seqüència numèrica de recompte de base, el transport d'1 continua movent-se cap a l'esquerra. A mesura que augmenten les xifres, s'amplia.

Nombres binaris i bits
Un nombre està format per símbols. Un dígit és qualsevol dels símbols del nombre. Els nombres de base 2 s'anomenen nombres binaris. Un dígit de base 2 s'anomena BIT, que normalment s'escriu com a bit com a curt termini per al dígit binari.

1.5 Convertir un nombre d'una base a una altra

En aquesta secció es mostra la conversió d'un nombre d'una base a una altra. L'ordinador funciona bàsicament en base 2.

Conversió a la base 10
Com que tothom aprecia el valor d'un nombre en base 10, aquesta secció explica la conversió d'un nombre no de base 10 en base 10. Per convertir un nombre en base 10, multipliqueu cada dígit del nombre base donat per la base que s'aixeca. a l'índex de la seva posició i afegir els resultats.

Cada dígit de qualsevol nombre de qualsevol base té una posició d'índex que comença des de 0 i des de l'extrem dret del nombre, movent-se cap a l'esquerra. Les taules següents mostren les posicions d'índex de dígits de D76F16, 61538, 10102 i 678910:

Índex – > 3 2 1 0
Dígit -> D 7 6 F16

Índex – > 3 2 1 0
Dígit -> 6 1 5 38

Índex – > 3 2 1 0
Dígit -> 1 0 1 02

Índex – > 3 2 1 0
Dígit -> 6 7 8 910

La conversió de D76F16 a base 10 és la següent:

D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160

Nota: qualsevol nombre que s'eleva a l'índex 0 es converteix en 1.

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

Tingueu en compte també que en matemàtiques, => significa 'això implica que' i ∴ significa per tant.

En una expressió matemàtica, totes les multiplicacions s'han de fer abans de la suma; això és de la seqüència BODMAS (primer claudàtors, seguit de De la qual encara és la multiplicació, després seguit de la divisió, la multiplicació, la suma i la resta). Per tant, els exemples són els següents:

D x 163 + 7 x 162 + 6 x 161 + F x 160 = D x 16 x16 x 16 + 7 x 16 x16 + 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

Convertir 61538 a base 10 és el següent:

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

Nota: qualsevol nombre que s'eleva a l'índex 0 es converteix en 1.

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

Tingueu en compte també que en matemàtiques, => significa 'això implica que' i ∴ significa per tant.

En una expressió matemàtica, totes les multiplicacions s'han de fer abans de la suma; això és de la seqüència BODMAS. Per tant, l'exemple de demostració és el següent:

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

Convertir 10102 a base 10 és el següent:

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

Nota: qualsevol nombre que s'eleva a l'índex 0 es converteix en 1.

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

Tingueu en compte també que en matemàtiques, => significa 'això implica que' i ∴ significa per tant.

En una expressió matemàtica, totes les multiplicacions s'han de fer abans de la suma; això és de la seqüència BODMAS. Per tant, l'exemple de demostració és el següent:

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

Conversió de la Base 2 a la Base 8 i a la Base 16
La conversió de la base 2 a la base 8 o la base 2 a la base 16 és més senzilla que la conversió d'una base diferent a una altra base, en general. A més, els números de base 2 s'aprecien millor a la base 8 i la base 16.

Conversió de la Base 2 a la Base 8
Per convertir de base 2 a base 8, agrupeu els dígits de la base 2 en tres, des de l'extrem dret. A continuació, llegiu cada grup a la base vuit. La taula 1.1 (Comptar en diferents radis), que té correspondències entre la base 2 i la base vuit per als vuit primers nombres, es pot utilitzar per llegir els grups de números de base 2 en base vuit.

Exemple:
Converteix 1101010101012 a base 8.

Solució:
L'agrupació en tres, des de la dreta, dóna el següent:

| 110 | 101 | 010 | 101 |

A partir de la taula 1.1 i llegint aquí a la dreta, 1012 és 58 i 0102 és 28, ignorant el 0 inicial. Aleshores, 1012 encara és 58 i 1102 és 68. Així, a la base 8, els grups es converteixen en:

| 68 | 58 | 28 | 58 |

I a efectes de l'escriptura convencional:

1101010101012 = 65258

Un altre exemple:

Converteix 011000101102 a base 8.

Solució:

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

Tingueu en compte que els zeros inicials de cada grup s'ignoren. Si tots els dígits d'un grup són zeros, tots se substituiran per un zero a la nova base.

Conversió de la Base 2 a la Base 16
Per convertir de la base 2 a la base 16, agrupeu els dígits de la base 2 en quatre, des de l'extrem dret. A continuació, llegiu cada grup a la base setze. La taula 1.1 (Comptar en diferents radis), que té correspondències entre la base 2 i la base setze per als primers setze nombres, es pot utilitzar per llegir els grups de números de base 2 en base setze.

Exemple:
Converteix 1101010101012 en base 16.

Solució:
L'agrupació en quatre, des de la dreta, dóna el següent:

| 1101 | 0101 | 0101 |

A partir de la taula 1.1 i llegint des de la dreta aquí, 01012 és 58 ignorant el 0 inicial, 01012 segueix sent 58 ignorant el 0 inicial i 11012 és D16. Així, a la base 16, els grups esdevenen:

D16 | 516 | 516 |

I a efectes de l'escriptura convencional:

1101010101012 = D5516

Un altre exemple:
Converteix 11000101102 en base 16.

Solució:

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

Tingueu en compte que els zeros inicials de cada grup s'ignoren. Si tots els dígits d'un grup són zeros, tots se substituiran per un zero a la nova base.

1.6 Conversió de la Base 10 a la Base 2

El mètode de conversió és una divisió contínua del nombre decimal (en base 10) per 2. A continuació, llegiu el resultat des de la part inferior, com il·lustra la taula següent, per al nombre decimal de 529:

Taula 1.2
Conversió de la Base 10 a la Base 2
Base 2 Base 10 La resta
2 529 1
2 264 0
2 132 0
2 66 0
2 33 1
2 16 0
2 8 0
2 4 0
2 2 0
2 1 1
0

Llegint des de baix, la resposta és 1000010001. Per a qualsevol pas de divisió, hi ha el dividend que es divideix pel divisor per donar el quocient. El quocient sempre té un nombre enter i un residu. La resta pot ser zero. Quan es converteix a base 2, l'últim quocient sempre és zero, la resta 1.

1.7 Problemes

Es recomana al lector que resolgui tots els problemes d'un capítol abans de passar al capítol següent.

1. a) Enumereu a la llista tres dispositius d'entrada a la unitat del sistema d'un ordinador de propòsit general.
b) Enumereu a la llista dos dispositius de sortida a la unitat del sistema d'un ordinador de propòsit general.

2. Quin consell donaríeu a una persona que vol aprendre a mecanografia però no té els diners ni els mitjans per fer classes professionals de mecanografia?

3. Doneu el nom de quatre circuits principals (components) de la placa base d'un ordinador de propòsit general i expliqueu breument les seves funcions.

4. Elabora una taula de recompte per a les bases deu, setze, vuit i dues amb nombres de base setze del 116 al 2016 .

5. Converteix els nombres següents tal com es fa en una classe de matemàtiques:
a) 7C6D16 a la base 10
b) 31568 a la base 10
c) 01012 a la base 10

6. Converteix els següents nombres a base 8 tal com es fa en una classe de matemàtiques:
a) 1101010101102
b) 011000101002

7. Converteix els següents nombres a base 8 tal com es fa en una classe de matemàtiques:
a) 1101010101102
b) 11000101002

8. Converteix 102410 en base dos.