يستخدم الكمبيوتر نظام رقمي. عرض المعلومات في الكمبيوتر. تمثيل المعلومات العددية في الكمبيوتر

1.3 نطاق أجهزة الكمبيوتر

حسب الغرض ، يمكن تقسيم أجهزة الكمبيوتر إلى ثلاث مجموعات: عالمية ( هدف عام) ، مشكلة المنحى والمتخصصة.

تم تصميم أجهزة الكمبيوتر المركزية لحل مجموعة متنوعة من المشكلات الهندسية والتقنية: المشكلات الاقتصادية والرياضية والمعلوماتية وغيرها من المشكلات التي تختلف في تعقيد الخوارزميات وكمية كبيرة من البيانات المعالجة. يتم استخدامها على نطاق واسع في مراكز الحوسبة المشتركة وأنظمة الحوسبة القوية الأخرى.

تُستخدم أجهزة الكمبيوتر الموجهة لحل المشكلات لحل مجموعة أضيق من المشكلات المرتبطة ، كقاعدة عامة ، بإدارة الأشياء التكنولوجية ؛ تسجيل وتجميع ومعالجة كميات صغيرة نسبيًا من البيانات ؛ إجراء العمليات الحسابية وفقًا لخوارزميات بسيطة نسبيًا ؛ لديهم موارد أجهزة وبرامج محدودة مقارنة بأجهزة الكمبيوتر المركزية.

تشمل أجهزة الكمبيوتر الموجهة لحل المشكلات ، على وجه الخصوص ، جميع أنواع أنظمة التحكم في الكمبيوتر.

تُستخدم أجهزة الكمبيوتر المتخصصة لحل نطاق ضيق من المهام أو تنفيذ مجموعة محددة من الوظائف بدقة. مثل هذا الاتجاه الضيق لأجهزة الكمبيوتر يجعل من الممكن تخصيص هيكلها بوضوح ، وتقليل تعقيدها وتكلفتها بشكل كبير مع الحفاظ على الإنتاجية العالية والموثوقية في تشغيلها.

تشمل أجهزة الكمبيوتر المتخصصة ، على سبيل المثال ، المعالجات الدقيقة القابلة للبرمجة لأغراض خاصة ؛ المحولات وأجهزة التحكم التي تؤدي وظائف منطقية للتحكم في الفرد البسيط الأجهزة التقنيةتنسيق وربط عمل عقد أنظمة الحوسبة.

يعد استخدام أجهزة الكمبيوتر أمرًا شائعًا جدًا في جميع مجالات حياة الإنسان تقريبًا.

لذلك ، على سبيل المثال ، يتم استخدام أجهزة الكمبيوتر:

1- في الصناعة (أجهزة كمبيوتر متخصصة)

2. في مجال التكنولوجيا (حواسيب على متن الطائرة)

3. عمليا في أي منطقة صناعية وقطاع خدمات (أجهزة الكمبيوتر الشخصية وأجهزة الكمبيوتر المحمولة)

4. على الإنترنت (الخوادم)

5. في الحياة اليومية.

2. الجزء العملي.

القدرة على تخصيص Windows XP (Windows Vista)

نظام التشغيل مايكروسوفت ويندوز XP (من اللغة الإنجليزية eXPerience - Experience) هو نظام تشغيل من عائلة Windows للجيل السابق ، تم إنشاؤه على أساس تقنية NT.

لتشغيل Microsoft Windows XP ، تحتاج إلى جهاز كمبيوتر شخصي يلبي الحد الأدنى التالي متطلبات النظام: المعالج - متوافق مع بنتيوم ، تردد الساعة من 233 ميجاهرتز وما فوق ؛ مقدار ذاكرة الوصول العشوائي - 64 ميغا بايت ؛ مساحة حرة على القرص - 1.5 جيجا بايت. ومع ذلك ، من أجل التشغيل المستقر والسريع ، يوصى بتثبيت نظام التشغيل هذا على جهاز كمبيوتر يتمتع بالخصائص المثلى التالية: المعالج - متوافق مع Pentium-II (أو أعلى) ، وتردد الساعة من 500 ميجاهرتز وما فوق ؛ حجم ذاكرة الوصول العشوائي - 256 ميغا بايت ؛ مساحة حرة على القرص - 2 جيجابايت. قارئ قرص مضغوط (CD-ROM) ، مودم بسرعة لا تقل عن 56 كيلوبت في الثانية.

الآن ، عند الضغط على الزر "ابدأ" ، تظهر قائمة ديناميكية تحتوي على رموز لخمسة برامج فقط تستخدمها في أغلب الأحيان. هذا يسمح لك أن تبدأ مع التطبيقات التي تحتاجهاأسرع بكثير. توجد أيقونات متصفح Microsoft هنا أيضًا. متصفح الانترنت 6 و Outlook Express 6 ، أزرار تسجيل الخروج وإيقاف تشغيل الكمبيوتر ، والتي تسمح لك بتسجيل الخروج من جلسة Windows الحالية وإيقاف تشغيل الكمبيوتر.

في بيئة Microsoft Windows ، غالبًا ما يتعين على المستخدم العمل في وقت واحد مع عدة مستندات أو مجموعة من البرامج المختلفة. في الوقت نفسه ، يتم تصغير التطبيقات غير النشطة إلى شريط المهام ، ونتيجة لذلك تصبح مليئة بالرموز عاجلاً أم آجلاً ، ويصبح التبديل بين المهام أمرًا صعبًا. من أجل تخفيف شريط المهام وتحرير المزيد من مساحة العمل لعرض أيقونات التطبيقات قيد التشغيل ، يستخدم Windows XP ما يسمى بخوارزمية تجميع المهام ، وفقًا لأي برامج من نفس النوع تعمل على الكمبيوتر في نفس الوقت يتم دمجها في مجموعة بصرية منطقية.

يتضمن نظام التشغيل Windows XP آلية خاصة - التبديل السريع بين المستخدمين ، والتي تتيح لك الاتصال السريع بين المستخدمين الجدد ومجموعات المستخدمين بنظام التشغيل دون تسجيل. كانت هناك أيضًا فرصة للتبديل بين عدة جلسات دون الحاجة إلى حفظ البيانات أو إعادة تشغيل النظام. في الوقت نفسه ، يمكن لكل مستخدم تغيير إعدادات Windows بشكل مستقل والعمل مع الملفات والمستندات الخاصة به ، وإنشاء وتعديل وحفظ أي بيانات بشكل مستقل عن الآخرين. مستخدمو Windows XP. لكل جلسة جديدة ، يخصص نظام التشغيل قسمًا خاصًا من الذاكرة العلوية بحجم 2 ميغا بايت ، لكن هذا المقدار لا يحد بأي حال من عدد برامج التطبيقات التي يمكن للمستخدم تشغيلها. على وجه الخصوص ، تتيح آلية التبديل السريع بين المستخدمين للمستخدم العمل ، على سبيل المثال ، مع محرر النصالابتعاد عن الكمبيوتر لفترة وجيزة ، وأثناء غيابه يمكن لمستخدم آخر فتح جلسة الويندوز الخاصة به وتصفح الإنترنت أو تنزيل لعبة. في الوقت نفسه ، لا يزال النص الذي تم تحريره من قبل المستخدم الغائب مخزّنًا في الذاكرة: بعد العودة إلى الكمبيوتر ، يمكن للمستخدم متابعة العمل مع المستند من النقطة التي تم قطعها فيه ، دون إعادة تشغيل النظام ودون بدء البرنامج المقابل تكرارا.

غرفة العمليات نظام ويندوزيتضمن XP العديد من الإعدادات المختلفة. بعضها مذكور أدناه:

مسح ملف ترحيل الصفحات قبل إعادة تشغيل النظام

قم بتعطيل برنامج Dr. واتسون

تعطيل تسجيل الوصول إلى الملف الأخير (NTFS)

تعطيل حماية ملفات النظام (SFC)

قم بتمكين دعم UDMA-66 على شرائح Intel

يشمل Num lockأثناء التحميل

تفريغ المكتبات غير المستخدمة تلقائيًا

تعطيل تعقب مستخدم Windows XP

قم بتشغيل برامج ذات 16 بت في عمليات منفصلة

لا ترسل تقارير بالأخطاء إلى Microsoft

كلمة المرور عند الخروج من وضع الاستعداد

تحسين ملفات النظامفي وقت التمهيد (التمهيد ديفراغ)

رسائل خاطئة

مسار توزيع Windows و مجلدات النظاملمستخدم نشط

تسجيل وحدة التحكم بالاسترداد إلى HDD

تحديثات Windows التلقائية

خدمة الجلب المسبق لـ Windows

تسجيل الدخول إلى النظام

إظهار الأوامر القابلة للتنفيذ عند بدء التشغيل وتسجيل الخروج

تسجيل الدخول التلقائي دون إدخال كلمة مرور

إظهار الرسالة عند تسجيل الدخول

لا تظهر اسم المستخدم الأخير

استخدم صفحة الترحيب

استخدم التبديل السريع بين المستخدمين

تسريع النظام

تعطيل الأجهزة غير المستخدمة في إدارة الأجهزة

تعطيل الفهرسة

زيادة أداء NTFS

تسريع العمل نظام الملفات

تعطيل التوصيل والتشغيل العالمي

Office XP - قم بتعطيل أخطاء الإرسال

تغيير أولوية طلبات المقاطعة (IRQ)

تشغيل Windowsمع أرشيف مضغوط

تعطيل دعم zip

استعادة النظام

تعطيل استعادة النظام

عمر نقاط الاسترداد

فشل النظام

أعد تشغيل الكمبيوتر تلقائيًا

اكتب حدثًا في سجل النظام

إرسال تنبيه إداري

كتابة معلومات التصحيح

معلمات الذاكرة

لا تستخدم ملف ترحيل صفحات لتخزين نواة النظام

نظام كبير مخبأ

تخصيص الذاكرة لعمليات الإدخال / الإخراج

المسارات إلى أدوات النظام المساعدة

استخدم أداة إلغاء تجزئة القرص الخاصة بك

استخدم برنامج تنظيف النظام الخاص بك

استخدم برنامجك لأرشفة البيانات

إعداد نظام التشغيل Vista

تعطيل UAC

لنلقِ نظرة على أمثلة حول كيفية التهيئة:

1. تحديثات Windows التلقائية

تحكم تلقائى تحديث ويندوز XP. أيضًا ، يمكن تكوين هذا الخيار بالطريقة التالية: لوحة التحكم - النظام - التحديثات التلقائية.

HKLM \ SOFTWARE \ Microsoft \ Windows \ CurrentVersion \ WindowsUpdate \ Auto Update

يستخدم Windows XP القيم التالية:

إبطال التحديثات التلقائية

يخطر عندما يمكن تحميل التحديثات

قم بتنزيل التحديثات ، ثم أبلغ عندما تكون جاهزًا للتثبيت

AUOptions = 3 وقيم أخرى

2. تسجيل الدخول التلقائي دون إدخال كلمة مرور

يسمح لك بتسجيل الدخول تلقائيًا دون اختيار اسم وإدخال كلمة مرور. أيضًا ، يمكن تمكين تسجيل الدخول التلقائي بالطريقة التالية: ابدأ - تشغيل - اكتب "control userpasswords2" ، قم بإلغاء تحديد "Require username and password" في النافذة التي تظهر ، وبعد النقر فوق OK ، ستظهر نافذة حيث تحتاج إلى تحديد المستخدم وكلمة المرور. إذا تم تمكين تسجيل الدخول التلقائي ، فيمكن تجاوزه بالضغط باستمرار على مفتاح SHIFT أثناء تمهيد الكمبيوتر.

HKLM \ SOFTWARE \ Microsoft \ Windows NT \ CurrentVersion \ Winlogon

STRING AutoAdminLogon ، يأخذ القيمة "1" - يتم تمكين تسجيل الدخول التلقائي ، "0" - معطل.

STRING DefaultUserName ، اسم المستخدم المستخدم لتسجيل الدخول التلقائي

STRING DefaultUserPassword ، كلمة مرور المستخدم

STRING DefaultDomainName هو المجال الافتراضي المستخدم لأجهزة الكمبيوتر على الشبكة

ملاحظة: يتم تخزين كلمة المرور غير مشفرة في السجل.

إذا تم تعطيل عرض الاسم السابق عند تمهيد الكمبيوتر (معلمة DontDisplayLastUserName) ، فلن يعمل تسجيل الدخول التلقائي!

إذا تم إعادة تعيين الخيار بعد إعادة التشغيل ، فقم بإنشاء كلمة مرور لحسابك (لوحة التحكم - حسابات المستخدمين) أو استخدم التحكم الصغير userpasswords2 (انظر أعلاه).

3. ضبط الوقت والتاريخ

قائمة ابدأ - لوحة التحكم - التاريخ والوقت واللغة و المعايير الإقليمية- التاريخ والوقت - تم تعيين الوقت المطلوب ، التاريخ المطلوب - تطبيق - موافق.

فهرس:

1. Akulov O. A.، Medvedev N.V المعلوماتية: دورة اساسية... م: أوميغا إل ، 2006.

2. Dorot VA ، Novikov FN القاموس التوضيحي لمفردات الكمبيوتر الحديثة. الطبعة الثانية. SPb.: BHV ، 2001.

3.تثبيت نظام التشغيل Windows XP [مورد إلكتروني]: - وضع الوصول: http://reestr.hotmail.ru/publik/instal_XP.htm

4. علوم الكمبيوتر: كتاب مدرسي. إد. ماكاروفا إن في إم: المالية والإحصاء ، 2000.

5. Forester I.G. المعلوماتية و تكنولوجيا المعلومات. الدورة التعليمية... موسكو: Eksmo Publishing House ، 2007

تكاليف التطوير والمواد. وبالتالي ، فإن الغرض من تصميم الدبلومة هو تطوير حزمة برامج لمحاكاة حالة الرادار على كمبيوتر شخصي، والذي يسمح بمحاكاة حالة الرادار وفقًا للمعلمات المحددة ، وإنشاء ملف إخراج يحتوي على النموذج المحسوب ، باستخدام الملف الناتج للتحقق من أجهزة المعالجة الحقيقية ...

تنظيم نقل بيانات المدخلات والمخرجات. يوفر MS-DOS برنامجًا رياضيًا متطورًا للغاية للتحكم في هذه العمليات بناءً على طلب المستخدم. تتم إدارة البيانات من خلال إجراءات روتينية تسمى المدخلات والمخرجات الموجهة والفلاتر والاتصالات. باستخدام هذه الإجراءات ، يمكن للمستخدم تنظيم خط نقل المعلومات الخاص به. هو يستطيع...

يتطلب تكاليف أقل بكثير من إعداد إنتاج الشاشات. يمكن الآن لصانعي المحولات الاعتماد على "الوصلات المتعددة". تختلف الشاشات من نفس الفئة ، والتي لها نفس الخصائص الأساسية ، في التصميم. من بين الاكثر معلمات مهمةدعنا نسمي حجم الشاشة وشكلها ولون الفوسفور للشاشات أحادية اللون. بعض الخصائص لا تحتاج إلى شرح (...

تسمح لك أنظمة الأرقام الموضعية بكتابة الأرقام. عناصر المخطوطة هي رموز. على سبيل المثال ، في نظام الأرقام العشري ، يتم استخدام الرموز 0 ، 1 ، ... ، 9. لنفترض أن B هي أساس PSS ، أي رقم يساوي عدد الأحرف. لعشري SS. في PSS ، يتم تمثيل الكسر العشري الصحيح كـ

أين و هي عدد المنازل العشرية قبل وبعد الفاصلة العشرية ، على التوالي.

مثال.

بالإضافة إلى النظام العشري ، يتم استخدام SS الثنائي والثماني والعشري. يستخدم Binary CC الأحرف و ، ثماني - ، سداسي عشري -.

مثال.

تمثيل المعلومات العددية في الكمبيوتر

لتمثيل الأرقام في الكمبيوتر ، يتم استخدام نظام الأرقام الثنائية. يمكن تمثيل الرقم نفسه بتنسيقات مختلفة: كرقم طبيعي ، كعدد صحيح ، نقطة ثابتة ، نقطة عائمة ، BCD ، إلخ.

وحدات البيانات

تعتمد وحدات قياس حجم البيانات على نظام الأرقام الثنائية.

وحدات البيانات.يتم إرسال الأرقام الموجودة في الكمبيوتر عبر الأسلاك (الحافلات) أو تخزينها في خلايا الذاكرة. يمكن أن يكون هناك إما صفر أو إمكانات عالية على السلك ، ويمكن أن تكون خلية الذاكرة في إحدى حالتين مستقرتين. التناظرية من هذه الحالات هو بت ثنائي. تم تعيين بت ثنائي واحد لوحدة جديدة من البيانات ، والتي تم تسميتها قليل.

يتم عرض باقي الوحدات غير النظامية في الجدول.

الجدول - الوحدات غير النظامية لقياس حجم البيانات

تمثيل المعلومات الرمزية في الكمبيوتر.يستخدم ASCII (الرموز القياسية الأمريكية لتبادل المعلومات) لتمثيل معلومات الأحرف في ذاكرة الكمبيوتر. يتكون هذا الرمز من 7 بتات. يمكن استخدامه لتشفير الأحرف. يتم ترميز الأحرف بواسطة أرقام طبيعية من 0 إلى 127. كل حرف له رقمه الخاص. تُستخدم قيم الكود الأولى من 0 إلى 31 لأحرف الخدمة. إذا تم استخدام هذه الرموز في النص الرمزي للبرنامج ، فلن يتم عرضها على الشاشة وتعتبر مسافات. ثم تتبع علامات الترقيم ، الرموز الخاصةوعلامات التشغيل والأرقام وما إلى ذلك. تبدأ الأحرف الكبيرة من الأبجدية اللاتينية بـ 65 وتنتهي بـ 90 ، والأحرف الصغيرة - من 97 إلى 122. إذا تم تخصيص 8 بتات لرمز الحرف ، فيمكن استخدام 128 رقمًا آخر لترميز ، على سبيل المثال ، الأبجدية الروسية.

يستخدم Windows 2000 نظام ترميز عالمي أحرف UNICODE... يتم استخدام 16 بت لترميز الأحرف. في نظام الترميز هذا يمكنك وضع شخصيات مختلفة، وهو ما يكفي لاستيعاب رموز اللغات الرئيسية للكوكب.

تمثيل المعلومات المنطقية في الكمبيوتر.في باسكال ، يتم إرجاع رمز الحرف بواسطة وظيفة ord. تحت يتم تعيين نوع منطقي 1 بت: ord (خطأ) = 0 ، ord (صواب) = 1.

يتراوح حجم الحقول المتغيرة الطول من 0 إلى 256 بايت.

ترميز البيانات الرسومية.تتكون الصورة على شاشة العرض من خلال نظام النقاط المضيئة. يدعي النقطية... تتميز كل نقطة بالإحداثيات واللون والسطوع. بالنسبة للصور بالأبيض والأسود ، يتم استخدام التدرج المقبول عمومًا لـ 256 درجة من الرمادي لترميز 1 بايت.

يُعتقد أنه يمكن الحصول على أي لون عن طريق خلط الأحمر والأخضر والأزرق. تسمى طريقة الحصول على اللون هذه RGB. إذا تم استخدام 8 بتات لكل لون لتصنيف شدته ، فسيتطلب الأمر 24 بتًا لضبط لون نقطة واحدة ، مما يسمح بالحصول على 24 = 1677716 لونًا مختلفًا. هذا يتوافق مع قدرة العين البشرية على تمييز الألوان ، لذلك تسمى هذه الطريقة في تقديم المعلومات الرسومية بالألوان الكاملة (حقيقي اللون).

إذا تم استخدام 16 بتًا لتشفير الألوان ، فسيتم استدعاء الطريقة عالي اللون.

إذا تم استخدام 8 بتات عند تشفير الألوان ، فإن طريقة التشفير تسمى index. يتم تعيين عينة اللون الخاصة بكل رقم (فهرس) ، والتي يتم وضعها في الجدول المرجعي - لوحة.

ترميز المعلومات الصوتية.عند تشغيل الأصوات ، يتم استخدام طريقة توليف موجة الجدول. في الجداول الخاصة ، يتم جمع المعلمات الرئيسية للصوت لجميع الأدوات الرئيسية في شكل رقمي.

مفهوم البرمجيات (البرمجيات).تنقسم منتجات البرمجيات تقليديًا إلى ثلاث فئات:

• - برنامج النظام؛
• - البرامج التطبيقية.
• - مجموعة أدوات تكنولوجيا البرمجة.

برنامج النظاميضمن تشغيل الكمبيوتر بكفاءة وموثوقية ، ويخلق بيئة تشغيل فعالة للبرامج الأخرى ، ويقوم بتشخيص الأجهزة ، والنسخ ، واستعادة الملفات وأرشفتها ، وتوفير واجهة المشغل.

تشمل أنظمة التشغيل الأكثر شيوعًا MS DOS و Windows 95 و OS / 2 و NetWare و Windows NT و Unix. يشمل النظام أساسيو الخدماتالبرمجيات. يتضمن البرنامج الأساسي التشغيل النظام, صدفة والشبكة النظام... يوسع برنامج الخدمة من قدرات القدرات الأساسية ويوفر تشخيصات لتشغيل الكمبيوتر ، والحماية من الفيروسات ، وأرشفة الملفات ، وصيانة القرص والشبكة.

قذائف التشغيل هي برامج تسهل الاتصال بين المستخدم والكمبيوتر. يمكن أن تكون الأشكال نصية ورسومية. لأغلفة النص الشعبية نظام التشغيليشتمل MS DOS على Norton Commander 5.0 (Symantec) و XTree Gold 4.0 و Norton Navigator وما إلى ذلك. أشهر قذائف Windows الرسومية.

تسمى البرامج المضمنة في برنامج الخدمة الأدوات المساعدة ، مثل Norton Utilities (Symantec Corporation).

تتضمن حزم التطبيقات حزمًا موجهة نحو حل المشكلات ، وتصميم بمساعدة الكمبيوتر ، وحزم للأغراض العامة ، وحزم متكاملة ( مايكروسوفت أوفيس) ، المكتب ، أنظمة النشر المكتبي ، برامج الوسائط المتعددة. وتشمل تلك الموجهة نحو حل المشكلات الشراكة بين القطاعين العام والخاص للمحاسبة الآلية ، والأنشطة المالية ، وسجلات الموظفين ، وإدارة المخزون والإنتاج ، وأنظمة المعلومات المصرفية ، وما إلى ذلك. تشمل التطبيقات ذات الأغراض العامة نظم إدارة قواعد البيانات ومعالجات الكلمات وجداول البيانات ورسومات العروض التقديمية. يتضمن Office RFP المنظمين وبرامج الترجمة والبريد الإلكتروني.

أجهزة الكمبيوتر الإلكترونية هي أجهزة إلكترونية مصممة لجمع المعلومات ونقلها وتخزينها ومعالجتها وإصدارها. غالبًا ما يتم تحديد مصطلح "تقنية الحوسبة الإلكترونية" مع مصطلح آخر - "آلة الحوسبة الإلكترونية" (ECM). في الأساس ، بالإضافة إلى أجهزة الكمبيوتر ، يمكن أيضًا تصنيف الأجهزة الإلكترونية التي توفر نقل المعلومات (بيانات مختلفة) عبر مسافات كأجهزة حوسبة إلكترونية. تسمح أجهزة الاتصال هذه بدمج عدة أجهزة كمبيوتر في مجمع واحد أو إدخال البيانات في جهاز كمبيوتر من نقاط بعيدة عنه ، وكذلك نقل نتائج الحسابات إليها.

تنقسم أجهزة الكمبيوتر إلى رقمية وتناظرية. في المقابل ، تنقسم أجهزة الكمبيوتر الرقمية إلى أجهزة عالمية وتحكم.

تم تصميم أجهزة الكمبيوتر المركزية لحل المشكلات (معالجة المعلومات) ، والتي لم يتم تحديد طبيعتها المحددة في تطويرها. يتكون الكمبيوتر العالمي من مجموعة من الأجهزة المتنوعة الغرض الوظيفيمتصلة بالأسلاك. يجب تحديد مجموعة الأجهزة المحددة التي يتكون منها جهاز كمبيوتر من هذا النوع بالكامل حسب طبيعة المهام التي تم تصميم هذا الجهاز من أجلها. من حيث المبدأ ، يمكن أن تُنسب جميع أجهزة الكمبيوتر إلى إحدى المجموعات التالية: 1) أجهزة الإدخال المخصصة لإدخال المعلومات والبرامج في الكمبيوتر ؛ 2) أجهزة تخزين تخزن المعلومات ؛ 3) جهاز حسابي يعالج المعلومات وفقًا لبرنامج معين ؛ 4) أجهزة الإخراج التي توفر إصدار النتائج ؛ 5) أجهزة التحكم التي تنسق وتتحكم في تشغيل كل من الأجهزة الفردية والكمبيوتر ككل.

تنقسم أجهزة تخزين الكمبيوتر إلى تشغيلية وخارجية. تشغيلية - عالية السرعة ، سعة صغيرة نسبيًا ؛ يخزن البيانات المستخدمة في هذه الخطوة من الحسابات ؛ يتم تخزين جميع المعلومات الأخرى في الذاكرة الخارجية - بطيئة نسبيًا وسعة كبيرة. يتم قبوله في أجهزة الكمبيوتر الحديثة (بشكل بناء ومصمم) الرامات "الذاكرة العشوائية في الهواتف والحواسيبوالجهاز الحسابي المراد دمجه في كمبيوتر مركزي بلوك واحد (معالج) ، يتم توصيل الأجهزة المتبقية ، والتي تسمى عادةً الأجهزة الطرفية ، بمساعدة الأجهزة الخاصة للقنوات المضمنة في الكمبيوتر المركزي. الكمبيوتر الحديث هو معقد معقد ، يتم التحكم في تشغيله من خلال إدخال عملية الحوسبة) يتم تشغيله تلقائيًا بمساعدة برامج التحكم الخاصة المضمنة في برنامج الكمبيوتر.

تم تصميم أجهزة الكمبيوتر للتحكم في العمليات في مجموعة متنوعة من المجالات. تمثل المعلومات التي تم إدخالها فيها بيانات عن مسار عملية معينة ، تم الحصول عليها من أجهزة الاستشعار. يتم تنفيذ نتائج المعالجة (الحسابات) من خلال الأجهزة التي تضمن التدفق المطلوب للعملية الخاضعة للرقابة. تهدف أجهزة الكمبيوتر التناظرية (AVM) إلى حل المعادلات والنمذجة الإلكترونية للعمليات المختلفة.

حاليًا ، تستخدم أجهزة الكمبيوتر على نطاق واسع في الطب لأغراض تشخيص الجهاز والبناء أنظمة مؤتمتةالإدارة (ACS).

أجهزة كمبيوتر إلكترونية (أجهزة كمبيوتر)... عناصر الدائرة الرئيسية للكمبيوتر هي الأجهزة الإلكترونية - الأنابيب الإلكترونية أو الترانزستورات (انظر. مكبرات الصوت الإلكترونية). بالمقارنة مع الأنواع الأخرى من أجهزة الكمبيوتر (آلة الإضافة ، آلة لوحة المفاتيح الكهروميكانيكية) ، تكون أجهزة الكمبيوتر أسرع وأكثر تنوعًا وموثوقية في التشغيل ، والأهم من ذلك أنها أكثر آلية. قبل بدء العمل ، يتم إدخال برنامج حسابي وبيانات أولية لحل المشكلة في الكمبيوتر ، وبعد ذلك يتم إجراء الحسابات تلقائيًا حتى يتم الحصول على النتيجة النهائية. بالإضافة إلى العمليات الحسابية والمنطقية المعتادة لبرنامج معين ، يمكن لأجهزة الكمبيوتر إجراء عمليات القفز الشرطي التي تغير برنامج الحساب اعتمادًا على النتائج الوسيطة أو على شروط إضافية أخرى. تتيح لك ميزة الكمبيوتر (ضبط النفس) بسرعة عالية (تصل إلى 1000000 عملية في الثانية) إجراء حسابات معقدة للغاية ، والتحكم في العمليات التكنولوجية ، وإجراء المعالجة المنطقية والرياضية لنتائج التجربة أو التحليل السريري بشكل مستمر في الدورة. من البحث (انظر علم التحكم الآلي).

وفقًا لمبدأ التشغيل ، يتم تقسيم أجهزة الكمبيوتر إلى تمثيلية ورقمية. في أجهزة الكمبيوتر التناظرية ، يتم استبدال الأرقام أو العمليات الخاضعة للمعالجة الرياضية أو المنطقية بالقيم المستمرة المقابلة للتيارات أو الفولتية الكهربائية ، والتي يتم بها تنفيذ العمليات الضرورية. يتم تحديد دقة الحسابات من خلال أخطاء القياس وتقع في نطاق 10-0.1٪. تستخدم أجهزة الكمبيوتر التناظرية بشكل أساسي لحل التكامل و المعادلات التفاضلية، النمذجة والتحكم في العمليات في الوقت الفعلي ، خاصة إذا كنت لا تتطلب دقة عالية.

في أجهزة الكمبيوتر الرقمية ، يتم إجراء العمليات الحسابية باستخدام عناصر موجودة في عدد محدود من الحالات المنفصلة (عادةً في اثنين ، عشرة). لذلك ، قبل الدخول ، يجب تمثيل العمليات المستمرة في شكل رقمي ، والتي يتم تنفيذها باستخدام محولات خاصة من التناظرية إلى التعليمات البرمجية. يتم تحديد دقة الحسابات من خلال عمق البت - عدد الأرقام (الأرقام) في خلية "ذاكرة" واحدة (عادة من 7 إلى 10 أرقام عشرية). عمليا على أجهزة الكمبيوتر الرقمية بمساعدة البرنامج ، يمكن تحقيق أي دقة مطلوبة.

يتكون الكمبيوتر الحديث من الوحدات الرئيسية التالية. 1. وحدة حسابية ، حيث يتم تنفيذ العمليات الأساسية. 2. جهاز التخزين (يميز بين المدى الطويل والتشغيلي). تقوم الذاكرة غير المتطايرة بتخزين البيانات على أقراص ممغنطة أو براميل أو أشرطة أو بطاقات مثقوبة. إن وقت تخزين المعلومات وحجم جهاز التخزين غير المتطاير غير محدود عمليًا ؛ ومع ذلك ، كلما زاد الحجم ، انخفضت سرعة الوصول. عادة ما يتم تنفيذ ذاكرة الوصول العشوائية على العناصر المغناطيسية الحديدية أو أنابيب أشعة الكاثود أو الأنابيب المفرغة. يبلغ وقت البحث عن المعلومات في ذاكرة الوصول العشوائي جزءًا من جزء من المليون من الثانية ، لكن حجمها يكون دائمًا محدودًا. 3. جهاز إدخال البيانات. 4. جهاز إخراج البيانات. يتم الإدخال من الشريط المثقوب والبطاقات المثقوبة والأشرطة المغناطيسية. في معظم الحالات ، يتم تنفيذ الإخراج بواسطة جهاز طباعة مباشر (في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، يعد إدخال البيانات وإخراجها أبطأ العمليات). 5. يضمن جهاز التحكم التشغيل التلقائي لجميع أجهزة الكمبيوتر وفقًا للبرنامج.

تتطلب أجهزة الكمبيوتر الحديثة النموذجية ذات الطاقة المتوسطة غرفة 40-60 م 2 ، 5-20 فردًا من أفراد الخدمة ، طعام 10-20 كيلووات.

المجالات الرئيسية لتطبيق الكمبيوتر في الطب وعلم الأحياء هي كما يلي. 1. تشخيص الأمراض وتحديد التشخيص واختيار خيار العلاج الأمثل وتصنيف الكائنات البيولوجية. 2 - المعالجة التلقائية للبيانات التجريبية والسريرية (استخراج المكونات العادية في مخطط كهربية الدماغ والأعصاب ، والتحليل الطيفي والارتباط للعمليات البيولوجية ، وعد وتصنيف خلايا الدم أو المستحضرات النسيجية ، وتحليل البيانات الشعاعية ، ومعالجة بيانات فحص الأشعة السينية) . 3. تنفيذ النماذج الرياضية والفيزيائية (نمذجة الشبكات العصبية ، السلوك ، التبادل في الجسم أو الخلايا الفردية ، الأعضاء أو أنظمة الجسم الفردية ، سلوك الحيوانات). 4. حسابات التجسيمي أثناء العمليات على الدماغ البشري. 5. أتمتة معالجة مواد الأرشفة الطبية. 6. التنبؤ بالخصائص الدوائية للمواد من خلال خصائصها الفيزيائية والكيميائية. 7. تحكم تلقائىالتنفس الصناعي والدورة الدموية أثناء العمليات وعند مراقبة المرضى في حالة خطيرة. 8. تخطيط وأتمتة التجارب الطويلة والمكلفة. هناك اتجاه لتوسيع مجالات تطبيقات الكمبيوتر في علم الأحياء والطب.

الأعداد الصحيحة هي أبسط البيانات الرقمية التي يعمل بها الكمبيوتر. بالنسبة للأعداد الصحيحة ، هناك تمثيلان: بدون إشارة (للأعداد الصحيحة غير السالبة فقط) وموقع. من الواضح أنه لا يمكن تمثيل الأرقام السالبة إلا في شكل إشارة. يتم تخزين الأعداد الصحيحة في الكمبيوتر بتنسيق تنسيق النقطة الثابتة.

تمثيل عدد صحيح في أنواع عدد صحيح بدون إشارة.

للتمثيل غير الموقعة ، يتم حجز جميع وحدات بت الخلية لتمثيل الرقم نفسه. على سبيل المثال ، في بايت (8 بتات) يمكن تمثيل الأرقام غير الموقعة من 0 إلى 255. لذلك ، إذا كان معروفًا أن القيمة الرقمية غير سالبة ، فمن الأفضل اعتبارها غير موقعة.

تمثيل الأعداد الصحيحة في أنواع الأعداد الصحيحة الموقعة.

بالنسبة للتمثيل الموقَّع ، يتم تخصيص البت (الأيسر) الأكثر أهمية لإشارة الرقم ، ويتم تعيين البتات المتبقية إلى الرقم نفسه. إذا كان الرقم موجبًا ، فسيتم وضع 0 في البتة الموقعة ، وإذا كانت سالبة - 1. على سبيل المثال ، يمكن تمثيل الأرقام الموقعة من - 128 إلى 127 في البايت.

رمز الرقم المباشر.

يسمى تمثيل رقم في الشكل المعتاد "علامة" - "قيمة" ، حيث يتم تعيين الجزء الأكثر أهمية من الخلية للإشارة ، والباقي - لكتابة الرقم في النظام الثنائي ، كود مباشرعدد ثنائي. على سبيل المثال ، الكود المباشر الأعداد الثنائية 1001 و - 1001 لخلية 8 بت هي 00001001 و 10001001 ، على التوالي.

يتم دائمًا تمثيل الأرقام الموجبة في الكمبيوتر باستخدام رمز مباشر. يتطابق الرمز المباشر للرقم تمامًا مع تسجيل الرقم نفسه في خلية الجهاز. يختلف الكود المباشر للرقم السالب عن الكود المباشر للرقم الموجب المقابل فقط في محتوى بتة الإشارة. لكن الأعداد الصحيحة السالبة لا يتم تمثيلها في الكمبيوتر باستخدام رمز مباشر ؛ لتمثيلها ، يسمى كود إضافي .

رمز الرقم الإضافي.

إضافيالشفرةالرقم الموجب يساوي الرمز المباشر لذلك الرقم. الكود الإضافي للرقم السالب m يساوي 2 k - | m | ، حيث k هو عدد البتات في الخلية.

كما ذكرنا سابقًا ، عند تمثيل أرقام غير سالبة بتنسيق غير موقعة ، يتم تخصيص جميع وحدات بت الخلية للرقم نفسه. على سبيل المثال ، كتابة الرقم 243 = 11110011 في بايت واحد مع تمثيل غير موقع سيبدو كما يلي:

عند تمثيل الأعداد الصحيحة الموقعة ، يتم تخصيص الرقم الأكثر أهمية (على اليسار) تحت علامة الرقم ، وتحت الرقم الفعلي يظل أقل من رقم واحد. لذلك ، إذا تم اعتبار الحالة أعلاه للخلية بمثابة كتابة عدد صحيح ذي إشارة ، فسيتم كتابة الرقم للكمبيوتر في هذه الخلية - 13 (243 + 13 = 256 = 28).

ولكن إذا تمت كتابة نفس الرقم السالب في خلية ذات 16 بت ، فستكون محتويات الخلية على النحو التالي:

1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1

رقم موقّع السؤال الذي يطرح نفسه: لأي غرض يتم كتابة الأرقام السالبة في شكل رمز مكمل وكيفية الحصول على الرمز التكميلي لرقم سالب؟ تم استخدام رمز إضافيلتبسيط أداء العمليات الحسابية. إذا كانت آلة الحساب تعمل مع الرموز المباشرة للأرقام الموجبة والسالبة ، فعند إجراء العمليات الحسابية ، يجب تنفيذ عدد من الخطوات الإضافية. على سبيل المثال ، أثناء الإضافة ، سيكون من الضروري التحقق من علامات كلا المعاملين وتحديد علامة النتيجة. إذا كانت العلامات هي نفسها ، فسيتم حساب مجموع المعاملات وتخصيص نفس العلامة لها. إذا كانت العلامات مختلفة ، فسيتم طرح العلامة الأصغر من الرقم الأكبر في القيمة المطلقة ويتم تخصيص علامة الرقم الأكبر للنتيجة. أي ، مع مثل هذا التمثيل للأرقام (في شكل رمز مباشر فقط) ، يتم تنفيذ عملية الإضافة من خلال خوارزمية معقدة نوعًا ما. إذا تم تمثيل الأرقام السالبة في شكل رمز مكمل ، فسيتم تقليل عملية الإضافة ، بما في ذلك تلك الخاصة بعلامات مختلفة ، إلى عملية الجمع البتية.

لتمثيل الكمبيوتر للأعداد الصحيحة ، عادةً ما يتم استخدام واحد أو اثنين أو أربعة بايت ، أي أن خلية الذاكرة ستتألف من ثمانية أو ستة عشر أو اثنين وثلاثين بتًا على التوالي.

خوارزمية للحصول على رمز مكمل لرقم سالب.

للحصول على كود k-bit إضافي لرقم سالب ، أنت بحاجة

• 1. يتم تمثيل الوحدة النمطية للرقم السالب برمز مباشر في k أرقام ثنائية ؛
• 2. اعكس قيمة كل البتات: استبدل كل الأصفار بآحاد ، والآحاد بالأصفار (وبالتالي ، يتم الحصول على الكود العكسي k-bit للرقم الأصلي) ؛
• 3. أضف واحدًا إلى الكود العكسي المستلم.

نحصل على الرمز التكميلي 8 بت للرقم - 52:

• 00110100 - رقم | -52 | = 52 في الكود المباشر
• 11001011 - رقم - 52 في الكود العكسي
• 11001100 - رقم - رمز مكمل 52

يمكنك ملاحظة أن تمثيل عدد صحيح ليس مناسبًا جدًا للتمثيل في نظام ثنائي ، لذلك غالبًا ما يتم استخدام التمثيل السداسي العشري:

تمثيل الأعداد الحقيقية في الحاسوب.

لتمثيل الأعداد الحقيقية في أجهزة الكمبيوتر الحديثة ، يتم اعتماد طريقة التمثيل النقطة العائمة... يعتمد هذا التمثيل على التدوين الطبيعي (الأسي) للأرقام الحقيقية.

كما هو الحال مع الأعداد الصحيحة ، عند تمثيل الأعداد الحقيقية في الكمبيوتر ، غالبًا ما يتم استخدام النظام الثنائي ، لذلك يجب ترجمة الرقم العشري إلى النظام الثنائي مسبقًا.

تدوين رقم طبيعي.

تطبيعتسجيلالرقم الحقيقي غير الصفري هو تدوين للنموذج

حيث q عدد صحيح (موجب ، سالب أو صفر) ، و m هو كسر P-adic منتظم ، حيث لا تكون أول منزلة عشرية صفراً ، أي. علاوة على ذلك ، يسمى م العشريالأرقام ، ف - منظمأعداد.

• 1. 3,1415926 = 0, 31415926 * 10 1 ;
• 2. 1000=0,1 * 10 4 ;
• 3. 0,123456789 = 0,123456789 * 10 0 ;
• 4. 0.0000107 8 = 0.1078 * 8-4 ؛ (الترتيب مكتوب في النظام العاشر)
• 5. 1000,0001 2 = 0, 100000012 * 2 4 .

نظرًا لأنه لا يمكن كتابة الرقم صفر بالصيغة الموحدة بالشكل الذي تم تحديده به ، فإننا نفترض أن الكتابة الموحدة للصفر في النظام العاشر ستكون على النحو التالي:

0 = 0,0 * 10 0 .

تدوين أسي طبيعيالأرقام هي تدوين على الشكل a = m * P q ، حيث q هو عدد صحيح (موجب ، سالب أو صفر) ، و m هو كسر P-adic ، حيث يتكون الجزء الصحيح من رقم واحد. في هذه الحالة ، يتم استدعاء (جزء عدد صحيح م) العشريالأرقام ، ف - منظمأعداد.