ВУЗ:
время установки и время ожидания. Компакт-диски тоже поддерживают произвольный доступ к отдельным секторам, одна-
ко величина задержки для компакт-дисков значительно больше по сравнению с магнитными дисками. Это обусловлено тем,
что в этом случае требуется дополнительное время для того, чтобы найти спиральную дорожку и настроить скорость враще-
ния диска. Наконец, устройства с магнитной лентой не позволяют получать прямой доступ к информации. Современные
лентопротяжные системы маркируют фрагменты ленты, что позволяет ссылаться на различные сегменты по отдельности,
однако сама физическая организация данных обуславливает то, что поиск сегмента потребует достаточно много времени.
Вопросы для самопроверки
1. Какие преимущества дает устройствам с жестким диском большая скорость вращения диска по сравнению с гибким
диском?
2. При записи информации на устройство дисковой памяти с несколькими дисковыми пластинами следует ли сначала
использовать всю поверхность одной дисковой пластины, прежде чем приступить к записи на поверхность другой пластины,
или же целесообразнее осуществить запись на всем цилиндре, прежде чем переходить к следующему?
3. Почему информация в системе резервирования авиабилетов, которая подвержена постоянному обновлению, должна
храниться на магнитном диске, а не на ленточном устройстве?
4. Предположим, что логические записи длиной 450 байт должны храниться на диске, размер секторов которого со-
ставляет 512 байт. Приведите аргумент в защиту решения о размещении только одной логической записи в каждой физиче-
ской записи, даже несмотря на то, что 62 байта в каждом секторе останутся свободными.
1.3. ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ
В разделе рассматриваются две системы двоичного представления (binary notation) целых чисел, которые наиболее час-
то используются в компьютерном оборудовании. В основе этих представлений лежит двоичная система счисления, о кото-
рой говорится в приложении А, но они обладают некоторыми особенностями, которые делают их более подходящими для
вычислительной машины. Одна из этих особенностей дает возможность кодирования и положительных, и отрицательных
чисел. Другой особенностью является использование фиксированного числа битов для представления числового значения.
Эта особенность может приводить при вычислениях к ошибкам особого рода, обсуждаемым в данном разделе.
Для хранения дробей используется своя система представления, которая дополнительно позволяет закодировать поло-
жение точки в дробном числе. Особенности представления дробных чисел описываются в следующем разделе.
Двоичный дополнительный код. Наиболее распространенной системой представления целых чисел в современных
компьютерах является представление в двоичном дополнительном коде (two's complement notation). Эта система использует
фиксированное число битов для представления числового значения. В современном оборудовании принято использовать
представление, при котором каждому значению отводится 32 бита. Такой подход позволяет хранить большой диапазон чи-
сел, однако его очень трудно изобразить наглядно. Поэтому мы сосредоточим наше внимание на коротких системах пред-
ставления.
Запись чи-
сел в деся-
тичной сис-
теме счис-
ления
Запись
чисел в
двоичной
системе
счисления
Запись чисел в
трехразрядном
двоичном до-
полнительном
коде
Запись чи-
сел в деся-
тичной
системе
счисления
Запись
чисел в
двоичной
системе
счисле-
ния
Запись чисел в
четырехразряд-
ном двоичном
дополнительном
коде
3 11 011 7 111 0111
2 10 010 6 110 0110
1 1 001 5 101 0101
0 0 000 4 100 0100
-1 -1 111 3 11 0011
-2 -10 110 2 10 0010
-3 -11 101 1 1 0001
-4 -100 100 0 0 0000
-1 -1 1111
-2 -10 1110
-3 -11 1101
-4 -100 1100
-5 -101 1011
-6 -110 1010
-7 -111 1001
а) б)
Рис. 1.11. Схемы кодирования в двоичном дополнительном коде
Два представления в двоичном дополнительном коде изображены на рис. 1.11. В этих вариантах для представления чи-
сел используются три и четыре бита, соответственно. Построение подобной системы начинается с записи строки нулей, ко-
личество которых равно числу используемых двоичных разрядов. Далее ведется обычный двоичный отсчет до тех пор, пока
не будет получено значение, состоящее из единственного нуля, за которым следуют лишь единицы. Полученные комбина-
ции будут представлять положительные числа 0, 1, 2, 3, ... . Для представления отрицательных чисел выполняется обратный
отсчет, начиная со строки из всех единиц соответствующей длины. Обратный счет продолжается до тех пор, пока не будет
получена строка, состоящая из одной единицы, за которой будут следовать все нули. Полученные комбинации будут пред-
ставлять числа –1, –2, –3, ... .
Для преобразования битовых комбинаций, представляющих положительные и отрицательные числа, имеющие одно и
то же значение по модулю, достаточно копировать исходную комбинацию справа налево до тех пор, пока не будет встречена
единица, а затем последовательно заменять значения оставшихся битов их дополнениями (рис. 1.12). Дополнением двоичной ком-
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 11
- 12
- 13
- 14
- 15
- …
- следующая ›
- последняя »
