Компьютерный ликбез. Часть1. Биты. Байты

Ликбез — эта аббревиатура популярная в двадцатых годах прошлого века, означала ликвидацию безграмотности населения нашей страны. Я же хочу обратить Ваше внимание уважаемые авторы, жители ПРОЗЫ на компьютерную безграмотность! Ведь даже относительно продвинутые авторы не совсем понимают того, что они делают!?

Для тех авторов, кому покажется ужасно трудно читать написанное, существует альтернативный вариант! Вот он: http://www.proza.ru/avtor/damsovet Удачи Вам!


СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ, ЦИФРЫ, БИТЫ, БАЙТЫ.
Если Вам шестидесятые годы не пустой звук, то Вы должны были помнить как впервые появились карманные радиоприёмники! Такой вот у меня до сих пор где-то пылится?! Называется «Алмаз». Посмотрим на его схему и увидим, что активных рабочих элементов — транзисторов, аж семь штук! А теперь откроем железный ящик, который Вы называете компьютер, и посмотрим внутрь. Почти всю боковую стенку занимает панель, — материнская плата (мамка!). По жужжащему вентилятору (кулеру) находим очень ребристое сооружение, — радиатор, который непрерывно обдувает кулер. Если приноровиться и снять сверху всё это, то внутри обнаружим пластмассовую пластину, — микросхему. Это есть ни что иное как сердце нашего компьютера, — процессор! Как правило каждая такая штучка имеет название. У кого компьютерное детство прошло в девяностые, то Вы наверняка слышали: «Вот купил (а) „Pentium 3“». В смысле компьютер. Это всё дурковатые торгаши придумали! Компьютер вовсе не так назывался. А как? А никак! IBM PC вот так с добавлением всяких составляющих: корпус, материнская плата... Торгашам это всё надоело и они стали по-простому, по типу процессора и всё! А процессор действительно так и назывался, — «Pentium 3»! Так вот, в этом «Pentium 3» транзисторов запрятано аж 9,5 миллионов! До чего дошла наука?! Такая вот технология получается! Для чего это я Вам всё говорю? А для того, чтобы Вы знали, насколько сложно устроен этот самый процессор! На нём лежит самая тяжёлая вычислительная работа! И выполняет он всю эту работу, оперируя цифрами! Что это ещё за цифры, когда мы все работаем с текстом, фотографиями, музыкой и видео, наконец?! Всё правильно, это Вы всё это видите, а процессор даже и не подозревает о существование всего этого?! Для него всё это, — одни цифры...

Что это за цифры? Это, что: раз, два, три, четыре, пять?.. И да и нет, в смысле не совсем да и не совсем нет! Дома (на работе) подойдите к выключателю. Он оказывается в одном положение, — лампочка (и) на потолке не светятся. Щёлкните по выключателю, — он перейдёт в другое положение, — лампочка (и) засветятся! Вот на таких простецких устройствах (вентилях) и работают большинство электронных схем! К чему это я? А к тому, что процессору неудобно оперировать со знакомыми нам цифрами: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 0; в смысле цифрами с основанием 10! А с каким ему удобно, вообще? А?! С основанием два: 1, 0; Всего две цифорки, единица и ноль! Поняли намёк? Включено, — единица! Выключено, — ноль! И всё! А как же быть с раз, два, три, четыре, пять? И не только пять, десять но и значительно больше можно представить в виде сочетаний единиц и нулей! И слухи ходят, что придумали всю эту фигню, как всё в нашей Расее, конечно же китайцы, чтоб они все были здоровы! А описал всё это очень учёный и очень умный немец — Лейбниц, естественно в своё время! Посмотрите на рис1. Там очень даже понятно показано, что представление чисел есть набор разрядов, бит образующих байт. Восемь бит равно одному байту. Каждый бит может принимать только два значения, либо единицу либо ноль (нуль)! Механически (электрически) байт можно представить как восемь тумблеров (выключателей) и по их положению записать аж 256 цифр, от 0 до 255! А если большая цифра, — пожалуйста возьмите два байта. И это будет называться пара байтов или СЛОВО. Дальше, — ДВОЙНОЕ СЛОВО, УЧЕТВЕPЁННОЕ СЛОВО и тд.

Вот и получается, что в интернете в смысле по линиям связи несутся не видео, фотки и музыка, а мириады импульсов: нулей и единиц! А как же всё эти фотки, видео и пр. превратить в нули и единицы? Проще всего с клавиатурой, — она сразу выдаёт пачку цифр в виде некоего кода который трансформируется в другой код, — набор цифр в двоичной системе счисления! Для нас же всё это будет выглядеть как обычные знакомые сочетания букв, цифр и символов. Шибко любопытные могут спросить, а что увидит процессор, скажем так? Вы можете это сделать сами и вовсе не особо напрягаясь! ПУСК — ПРОГРАММЫ — СТАНДАРТНЫЕ — КАЛЬКУЛЯТОР. По умолчанию калькулятор будет находиться в обычном виде. Щёлкните по опции ВИД и выпадающем меню выберите ИНЖЕНЕРНЫЙ. По умолчанию будет задействована пимпочка DEC, то есть десятичная система счисления. Наберите нужное число, скажем 169 — код знака авторского права. Нажмите пимпочку BIN и Вы увидите число 169 в двоичной записи: 10101001.

С клавиатурой вроде бы понятно?! А как быть с остальным? Изображение оцифровывается сканером или обычным цифровым фотоаппаратом, а видео и звук с помощью специальных программ и устройств. Думаю Вам и не очень-то интересно долгие и нудные разбирательства... Я лишь остановлюсь на рассмотрении самого принципа, скажем оцифровки звука. Преобразованные звуковые волны в электрические сигналы имеют аналоговую форму рис2. и рис3. Рассмотрим рис2. Чтобы превратить в цифру эту загогулину нужно через одинаковые отрезки времени делать измерение скажем напряжения идущего с микрофона. Допустим на интервале времени такая вот кривая получилась. Перпендикуляры опущенные на ось времени из некоторых точек кривой есть замеры напряжений-выборки. И чем больше таких замеров тем точнее они будут отражать кривую. На рис3. более сложная кривая и форма меняется чаще и стало быть чтобы обрисовать её в цифре нужно выборок-замеров значительно больше чем для кривой рис2. Здесь не корректно начерчены перпендикуляры! В реальности отрезки времени на оси должны быть равными. Увеличение числа замеров ведёт к увеличению будущего файла. Но зато качества цифрового сигнала будет выше! Правило простое чем выше качество воспроизводимого с помощью цифровой обработки звука, тем более величина файла и наоборот! С изображением несколько другой подход. В WEB-страницах как правило применяют растровые изображения, так ещё изображения состоящие из точек, пикселов. Цвет каждой точки описывается в цифровой форме. Как? Об этом знает только компьютер! Но он Вам не расскажет! Аналогично обстоит дело с видео...

Кроме двоичной и десятичной систем, ещё существую: восьмеричная, и шестнадцатеричная. Считать в ней Вы что-то не будете, а вот встретиться когда-нибудь с шестнадцатеричной придётся! В такой системе описываются цвета применяемые в графике. Вот скажем красный цвет в этой, шестнадцатеричной системе — #FF0000; синий — #0000FF; Посмотрите на ПРОЗА-ровскую главную страницу. В левом верхнем углу изображение ПРОЗА.РУ. ПРОЗА как бы в зелёном прямоугольнике, а РУ в сером. Так вот, в шестнадцатеричной системе, код как бы зелёного цвета, будет #60B050, а как бы серого — #AAAAAA.
А для чего это перед числом стоит наша любимая решётка? Для того, чтобы у компьютера крыша не поехала от гадания, — что это ещё за набор всякой фигни?! А решётка показывает, что это шестнадцатеричное число, а не какая-то белиберда?!

Продолжение здесь:

Ликбез. Часть2. http://proza.ru/2021/01/08/967

Ликбез. Часть3. http://www.proza.ru/2017/11/24/1110

Ликбез. Часть4. http://www.proza.ru/2017/11/25/574

Ликбез. Часть5. http://www.proza.ru/2017/11/26/799

Ликбез. Часть6. http://www.proza.ru/2017/11/27/388

Ликбез. Часть7. http://www.proza.ru/2017/11/27/554

Ликбез. Часть8. http://www.proza.ru/2017/11/27/585

Ликбез. Часть9. http://www.proza.ru/2017/11/27/1072

Ликбез. Часть10. http://www.proza.ru/2017/11/27/1525

Ликбез. Часть11. http://www.proza.ru/2017/11/27/1574