Otwórz plik PDF

Reprezentacja informacji w
komputerze
1
Agenda - O czym będzie
• System informacyjny
• Systemy liczenia
• Wielkość danych. Bit, Bajt
• Systemy kodowania
2
SYSTEM INFORMACYJNY POJĘCIE, STRUKTURA,
WŁAŚCIWOŚCI
• System informacyjny - uporządkowany układ
odpowiednich elementów, charakteryzujących
się pewnymi właściwościami i połączonych
wzajemnie określonymi relacjami
3
Zasoby systemu informacyjnego
zapewniające jego funkcjonowanie
• Zasoby systemu informacyjnego zapewniające jego
funkcjonowanie to:
– ludzkie - potencjał wiedzy ukierunkowany na rozwiązywanie
problemów systemu; uŜytkownicy pełniący role nadawców i
odbiorców oraz adresaci technologii informacyjnych;
– informacyjne - zbiory danych przeznaczone do
przetwarzania (bazy danych, metod, modeli, wiedzy);
– proceduralne - algorytmy, procedury, oprogramowanie;
– techniczne - sprzęt komputerowy, sieci telekomunikacyjne,
nośniki danych.
4
Struktura systemu informacyjnego
• funkcjonalna
– zbiór zadań i celów systemu oraz ich wzajemnych
współzaleŜności;
– system informacyjny jest związany bezpośrednio z funkcjami
wytwarzania i zarządzania obiektem gospodarczym;
– struktura ta jest nadrzędna w stosunku do pozostałych
struktur, moŜna ją rozpatrywać w przekroju struktury
organizacyjnej lub przekroju struktury procesów
gospodarczych;
– wieloprzekrojowe ujęcie struktury funkcjonalnej pozwala
zaprezentować system kompleksowo i obiektywnie z punktu
widzenia celów systemów wytwarzania i zarządzania;
5
Struktury systemu informacyjnego
• informacyjna - składa się z zasobów informacyjnych
(zbiory danych wraz z algorytmami ich przetwarzania)
i zbioru meta informacji (zbiór informacji o zasobach
systemu - katalog systemu); struktura informacyjna
systemu jest ściśle powiązana z jego strukturą
funkcjonalną (realizacja kaŜdej funkcji i zadania
angaŜuje określone elementy struktury
informacyjnej);
• techniczna - technologiczna - utworzona z
zastosowanych w przetwarzaniu środków
technicznych i stosowanych w nim technologii
przetwarzania danych;
6
MIEJSCE I ROLA SYSTEMU
INFORMACYJNEGO W OBIEKCIE
GOSPODARCZYM
• Funkcje systemu informacyjnego:
• gromadzenie informacji - jej istotą jest zbieranie, rejestrowanie i
ewidencjonowanie danych i komunikatów gospodarczych, czyli
informacyjne zasilanie obiektu i jego poszczególnych komórek
organizacyjnych; w czasie gromadzenia dane i ich zbiory
podlegają operacjom pomocniczym;
• przetwarzanie informacji - wykonywanie na nich typowych
operacji arytmetycznych i logicznych; z danych źródłowych
uzyskuje się w wyniku ich przetworzenia informacje wynikowe
Ŝądane przez odbiorców;
7
MIEJSCE I ROLA SYSTEMU
INFORMACYJNEGO W OBIEKCIE
GOSPODARCZYM
• przechowywanie informacji - polega na zapisaniu
danych na trwałych nośnikach w postaci i formie
umoŜliwiających ich łatwe wykorzystanie w kolejnych
procesach; przechowywane (zwłaszcza
archiwizowane) informacje podlegają operacjom
dodatkowym takim jak kompresja;
• prezentowanie informacji - polega na dostarczeniu
odbiorcom niezbędnych informacji wynikowych.
8
Wymagania wobec informacji
gospodarczej
• rzetelność - informacje muszą wiernie opisywać operacje
gospodarcze i stany;
• selektywność - informacje powinny być dobrane pod kątem
charakterystyk opisywanego problemu czy stosowanej metody;
• adresowalność - zakres przedmiotowy, dokładność i aktualność
informacji muszą być dostosowane do indywidualnych potrzeb
określonego odbiorcy, wyznaczanych przez charakter
wykonywanych przez niego działań;
• odpowiedniość - zgodność z konkretnym zapotrzebowaniem na
informacje;
• terminowość - dostarczanie informacji we właściwym czasie;
9
System Informacyjny
• Podstawowym zadaniem systemu informacyjnego jest
dostarczanie uŜytkownikom informacji umoŜliwiających im
podejmowanie i wprowadzanie w Ŝycie decyzji regulujących
funkcjonowanie obiektu gospodarczego.
• System informacyjny w obiekcie gospodarczym zwykle
lokalizuje się w systemie zarządzania.
• System informacyjny integruje funkcjonowanie dwóch
podsystemów obiektu gospodarczego: zarządzania oraz
wytwarzania i obejmuje swym zasięgiem całą działalność
obiektu gospodarczego.
10
SYSTEM INFORMACYJNY SYSTEM ZARZĄDZANIA SYSTEM INFORMATYCZNY
• System informacyjny zapewnia dokumentacyjną obsługę
przestrzenno-czasowego przebiegu procesów produkcji w
systemie wytwarzania, a takŜe gromadzi informacje nieodzowne
w procesie podejmowania decyzji gospodarczych w systemie
zarządzania.
• System zarządzania steruje prawidłowym i skutecznym
wykonawstwem zadań całego środowiska gospodarowania, w
tym systemu wytwarzania; wpływa na wszystkie elementy w
celu realizacji celi i funkcji obiektu gospodarczego.
• System informatyczny to system informacyjny, w którym
procesy przetwarzania danych i procesy komunikacji
realizowane są automatycznie (za pomocą technik
komputerowych).
11
Systemy liczenia
• Systemy liczenia - sposób tworzenia liczb ze znaków cyfrowych
oraz zbiór reguł umoŜliwiających wykonywanie operacji
arytmetycznych na liczbach.
• Dla dowolnego systemu liczenia istnieje zbiór cyfr, z których
tworzy się liczby.
• Ilość róŜnych cyfr systemu nazywa się jego podstawą.
• Systemy liczenia dzielą się na:
– pozycyjne
- wartość liczbowa cyfry zaleŜy od jej
umiejscowienia (pozycji) w liczbie
– Niepozycyjne - poszczególne cyfry zachowują swą wartość
liczbową bez względu na miejsce, jakie zajmują w liczbie.
Przykładem takiego systemu jest system rzymski.
12
Systemy liczenia
Obecnie większość ludzi licząc posługuje się dziesiętnym
systemem liczenia.
jednak ...
– amerykanie dzielą stopy na 12 cali,
– rok dzielimy na 12 miesięcy
– tydzień dzielimy na 7 dni
– dzień na dwa okresy po 12 godzin.
–
–
–
–
System rzymski
System dziesiętny
System binarny
System szesnastkowy
13
System dziesiętny
• Cyfry od 0 do 9 - biorąc od prawej oznaczają wartość liczby
reprezentowanej przez cyfrę pomnoŜoną przez potęgę
dziesiątki począwszy od zerowej. Suma wyników daje liczbę.
Weźmy na przykład liczbę 274, czyli dwieście siedemdziesiąt
cztery. Na najsłabszej pozycji widnieje cyfra 4. Pozycja ta nosi
nazwę pozycji jedności, jeśli pamiętacie ze szkoły podstawowej.
Mamy zatem 4 jedności. Na drugiej pozycji jest cyfra 7. Cyfra ta
znajduje się na drugiej pozycji, czyli pozycji dziesiątek. MoŜna
więc powiedzieć, Ŝe jest tam siedem dziesiątek, inaczej mówiąc
70 jedności. Na trzeciej natomiast pozycji jest cyfra 2. Trzecia
pozycja to pozycja setek, czyli mam dwie setki.
14
System binarny (dwójkowy)
• System binarny (dwójkowy), składa się tylko z dwóch
cyfr: 0 (zero) i 1 (jeden). Ten system jest
powszechnie stosowany w komputerach, poniewaŜ
cyfry 0 i 1 łatwo jest realizować technicznie:
- w przewodniku płynie prąd (cyfra 1),
nie płynie
(cyfra 0),
- cyfry 0 i 1 moŜna łatwo interpretować jako wartości
logiczne zdań:
1 - zdanie prawdziwe,
0 - zdanie fałszywe,
- algorytmy działań w systemie binarnym są
15
prostsze niŜ w innych systemach.
Wielkość danych
• BIT - binary unit, jednostka dwójkowa. . Jest to najmniejsza
jednostka informacji, pozwalającą odróŜnić 2 sytuacje: tak lub
nie, "jest" lub "nie ma”,
0 lub 1, lewo lub prawo. Wybór jednej z takich moŜliwości daje
nam jeden bit informacji.
• BAJT - to 8 (osiem) bitów (np. 1001 0110) czyli liczba w
systemie dwójkowym składająca się z ośmiu zer lub jedynek w
dowolnej kombinacji.
• Dane przechowywane są w pamięci komputera w postaci zbioru
bajtów, a na nośnikach w postaci plików.
• Słowo - liczby bitów, na których komputer moŜe wykonać
podstawowe operacje.
CPU 8, 16, 32, 64 bitowy procesor.
16
Wielkość danych
• 1 KB (kilobajt) = 210 = 1024 B (bajty)
• 1 MB (megabajt) = 220 = 1024 * 1024 = 1 048 576 B =
1024 KB
• 1 GB (gigabajt) = 230 = 1024 MB
• 1 TB (terabajt) = 240 = 1024 GB
• 1 PB (petabajt) = 250 = 1024 TB
W Bibliotece Bibliotece Kongresu USA, jednej z największych
bibliotek świata, zapisanych jest około 20 TB informacji.
17
System kodowania
• Dla uŜytkownika końcowego (business users) nie jest istotne jak
w komputerze są kodowane dane (jak są reprezentowane).
• Dla zwykłego uŜytkownika mikrokomputera istotne są
moŜliwości reprezentacji typów danych, których on potrzebuje i
języki, jakich uŜywa.
MoŜliwość uŜywania chińskich, koreańskich znaków, cyrylicy?
• Potrzeby wymiany informacji między komputerami (Internet,
kodowanie strony) - standardy kodowania
• Rozwój społeczeństwa a stosowany alfabet
– Wietnam
- przejście z chińskich znaków na łacińskie
– Turcja - 1920r. Ataturk - przejście z alfabetu arabskiego
na łaciński
– Mongolia
- przejście z alfabetu cyrylicy na łaciński 18
– Gruzja
- przejście z alfabetu cyrylicy na łaciński
Standard ASCII (American Standard
Code for Information Exchange).
• Standard ASCII dotyczy podstawowych znaków
alfanumerycznych i ustala tylko pierwsze 128 znaków.
• Pierwsze 32 znaki standardu ASCII zarezerwowano dla celów
specjalnych, reprezentują one kody kontrolne dla drukarek i
ekranu.
• Strony kodowe - wariant rozszerzonego standardu ASCII, w
których mniej potrzebne znaki (o numerach powyŜej 127) są
zastąpione znakami specjalnymi - narodowymi. Znaki polskie
znalazły się na stronie kodowej określanej nazwą “Latin 2”,
razem z innymi znakami narodowymi krajów Europy Centralnej.
„Latin 2” a Ms Win 1250 - kodowanie strony w Internecie
19
Standard Unicode
• Najnowszym standardem kodowania znaków, ustalonym w
1992 roku, jest Unicode.
• System ten uŜywa dwubajtowej reprezentacji znaków (16 bitowy
system kodowania). W ten sposób mamy do dyspozycji nie 256
a 2 do potęgi 16 = 256 potęga 2=65536 znaków, w tym około
3000 znaków definiowanych przez uŜytkownika.
• Teksty pisane w językach europejskich zajmują przy takiej
reprezentacji dwa razy więcej pamięci (2 bajty zamiast 1) niŜ
przy ASCII.
• W Unicode 3 są zawarte znaki chińskie, japońskie ......
• Najnowsze systemy operacyjne i bazy danych uŜywają
Unicode3 - Windows 2000 / XP, Linux, baza danych Oracle
20
Literatura, Zasoby
• Stallings, W.: Number Systems,
ftp://shell.shore.net/members/w/s/ws/Su
pport/NumberSystems.pdf
• www.unicode.org
21