Лекция "Базовая конфигурация Пк"

1. Базовая конфигурация ЭВМ В   соответствии   с   принципами,   функционирования   универсальной   вычислительной   машины, предложенными Фон Нейманом, основные функциональные части компьютеров следующие: 1. устройство ввода и вывода, 2. устройство хранения информации, 3. устройство обработки информации, 4. управляющее устройство. Взаимодействие между ними можно упрощенно изобразить в виде схемы: На схеме двойные стрелки соответствуют движению  данных (информация в ЭВМ называется данными). Человек вводит данные в компьютер через устройства ввода­вывода, эти данные могут храниться   в   устройствах   хранения   информации   и   обрабатываться   в   устройствах   обработки информации. Полученные результаты также могут запоминаться в устройствах хранения информации и  выдаваться   человеку   с  помощью   устройств   ввода­вывода.   Управляющие   устройства   управляют всем этим процессом, что изображено на схеме одинарными стрелками. Так,   в   общих   чертах,   работают   все   ЭВМ,   начиная   с   простейших   калькуляторов   и   кончая суперкомпьютерами. 1.1. Устройства хранения информации Различают   устройства   хранения   информации,   реализованные   в   виде   электронных   схем,   и накопители   информации,   при   помощи   которых   данные   записываются   на   какой­либо   носитель, например магнитный или оптический (ранее использовались даже бумажные носители ­ перфокарты и перфоленты). Устройства,   представляющие   собой  электронные   схемы,   отличаются   небольшим   временем доступа к данным, но не позволяют хранить большие объемы  информации.  К таким устройствам относятся постоянное запоминающее устройство (ПЗУ, RОМ), оперативное запоминающее устройство (оперативная память, ОЗУ, RАМ). Накопители информации на гибких и жестких магнитных дисках (винчестеры, Zip, JAZ, ORB), оптических (CD, CD­RW, DVD) и магнитооптических дисках наоборот дают возможность хранить большие объемы информации, но время ее записи и считывания там велико. Поэтому эффективная работа на компьютере возможна только при совместном использовании накопителей информации и устройств хранения, реализованных в виде электронных схем. Оперативная память  предназначена для хранения исполняемых в данный момент программ и необходимых для этого данных. То есть, в  ОЗУ  хранится информация, с которой ведется работа в данный момент времени. Содержимое оперативной памяти пропадает при выключении питания. ПЗУ  предназначено для хранения неизменяемой информации. В компьютере постоянно должна храниться информация, которая нужна при каждом его включении. Например, в ПЗУ записываются команды, которые компьютер должен выполнить сразу после включения питания для начала работы (например,   BIOS).   ПЗУ   называют   энергонезависимой   памятью,   так   как   содержимое   ПЗУ   при отключении питания сохраняется. Принцип записи информации на магнитные ленты и диски аналогичен принципу записи звука в магнитофоне. В магнитооптических дисках информация также хранится на магнитном носителе, но чтение и запись осуществляются лучом лазера, что значительно повышает сохранность информации. Информация на компакт­дисках CD представляет собой участки, в различной степени отражающиелазерный луч. Для   работы   с   дискетами   предназначено   устройство,   называемое   дисководом,   а   для   работы   с компакт­дисками ­ CD­ROM (Compact Disc Read Only Memory). В настоящее время можно встретить в продаже такие устройства для работы с компакт дисками, поддерживающие одновременно функции чтения   CD,   CDR,   CDRW,   DVD   и   обеспечивающие   запись   CDR   и   CDRW.   То   есть   Вам   уже   не требуется приобретать два или три отдельных устройства, так как все функции объединены в одном. Такие устройства разрабатывались  в первую очередь для использования в ноутбуках (переносных портативных компьютерах), где габариты и вес и функциональность играют далеко не последнюю роль. 1.2. Устройства обработки информации и управляющие устройства Основным   устройством   обработки   информации   в   ЭВМ   является  арифметико­логическое устройство (АЛУ). АЛУ выполняет все логические операции (логическое умножение ­ операция "И", логическое   сложение   ­   операция   "ИЛИ",   логическое   отрицание   ­   операция   "НЕ"),   а   также арифметические операции над данными, представленными в виде двоичных кодов (нулей и единиц). Булеву алгебру, в которой используются только два числа ­ 0 и 1, положил в основу теории электрических   и   электронных   переключательных   схем­сумматоров,   американский   инженер   Клод Шеннон   в  1938  г.  Именно  это  во  многом  определило   появление   ЭВМ,  способных  автоматически производить арифметические вычисления. Так как выполнение самых сложных действий в ЭВМ сводится к большому числу простейших арифметических и логических операций, производительность процессора при выполнении простейших операций определяет быстродействие ЭВМ. В ЭВМ арифметико­логическое устройство объединено с управляющими устройствами в единую схему ­ процессор, представляющий собой микросхему с большим числом контактов. Для ускорения работы процессора при выполнении математических вычислений обычно используется специальное устройство  сопроцессор,   который   в   последних   моделях   конструктивно   встроен   в   микросхему процессора. Изобретателем   микропроцессора   как   схемы,   в   которую   собрана   практически   вся   основная электроника компьютера, стала американская фирма INTEL, выпустившая в 1970 г. процессор 8008. С их появления и началась история ЭВМ четвертого поколения. По настоящее время фирма INTEL занимает ведущие позиции на мировом рынке в производстве и разработке новых типов процессоров. 1.3. Устройства ввода и вывода Устройства   ввода   и   вывода   можно   условно   разделить   на   устройства,   с   помощью   которых информация передается машине от человека, человеку от машины и от одной машины другой машине. Наиболее распространенные устройства следующие:    устройства   ввода:   клавиатура,   сканер,   устройства   местоуказания   (мышь,   джойстик, графический планшет, световое перо); устройства вывода: дисплей, принтер, плоттер, звуковая карта; устройства,   обеспечивающие   связь  с   другими   машинами:   модем,   сетевой   адаптер, инфракрасный порт и т.д. Кроме   них   имеются  специальные   устройства,   обеспечивающие   совместную   работу   ЭВМ   со специальной аппаратурой, микрофонами, видеокамерами, видеомагнитофонами, научными приборами и т.д. Клавиатура  ­  основное устройство  ввода   информации.  Расположение   латинских  букв  на ней соответствует  расположению  клавиш на латинской  печатной машинке (клавиатура  QWERTY ­  по первым буквам в верхнем ряду), русских букв ­ русской печатной машинке. Сканер ­ устройство для ввода графической информации в компьютер. Сканеры бывают ручные, настольные (планшетные), интегрированные в корпус принтера. Ручные сканеры (более дешевые, но обладающие   более   скромными   возможностями)   проводят   над   изображением   (чаще   всего   их используют для считывания штрих­кодов), а в настольные лист бумаги вкладывают целиком. Крометого, сканеры бывают цветные и черно­белые. Устройства местоуказания предназначены для ввода координат в компьютер. Мышь ­ наиболее распространенный   манипулятор,   позволяющий   перемещать   указатель   (курсор   мыши)   по   экрану дисплея и указывать им на определенные объекты на экране (т.е. вводить в компьютер координаты выбранной точки на экране). Наиболее просты и дешевы  механические  мыши, в основании которых имеется   шарик,   вращающийся   при   перемещении   мыши   по   ровной   поверхности.   Вращение   шарика передается на датчики, вырабатывающие электрические сигналы, отслеживая тем самым движения кисти руки человека, что и приводит к соответствующим перемещениям курсора на экране. Более дорогой   и   сложной,   но   более   точной   и   надежной   является  оптическая  мышь,   в   которой   в   ее основании вместо шарика используется излучатели света и фотодатчики, считывающие отраженный свет от поверхности стола или коврика мышки. Трекбол  ­ это своеобразная "мышь вверх ногами". Он представляет собой шарик, как правило, встраиваемый в клавиатуру, который вращают пальцами. Трекбол обычно используют в переносных компьютерах ­ ноутбуках (англ. notebook ­ записная книжка). Джойстик  ­   манипулятор,   выполняемый   в   виде   рычажка   (ручки)   на   массивном   основании. Управляющие сигналы вырабатываются движениями ручки и нажатием кнопки (или кнопок) на ней. Джойстики, как правило, используют для работы с игровыми программами. Графический   планшет  (дигитайзер   или   диджитайзер   ­   англ.   digitizer   ­   оцифровыватель)   ­ планшет,   покрытый   сеткой   пьезоэлементов   ­   элементов,   вырабатывающих   электрический   ток   при механическом   воздействии.   На   нем   размещают   лист   бумаги   с   изображением   и   надавливанием   на определенные   точки   на   нем   вводят   их   координаты   в   компьютер.   Дигитайзеры,   как   правило, используются для ввода карт или планов в ЭВМ. Световым пером  также указываются координаты определенной точки, но непосредственно на экране   дисплея.   На   его   конце   имеется   фотоэлемент.   Им   при   поднесении   к   экрану   фиксируется момент   попадания   на   него   электронного   луча,   формирующего   изображение   (как   известно,   этот электронный луч несколько раз в секунду обегает все точки поверхности экрана). На основе этого вычисляются координаты точки, к которой поднесено световое перо в данный момент времени. Дисплей (монитор) ­ основное устройство вывода информации. Дисплеи бывают основанными на электронно­лучевой трубке или панели на жидких кристаллах (LCD, от англ. Liquid Crystal Display). Кроме того различают цветные и монохромные (одноцветные ) дисплеи. Формирование изображения на экране обеспечивает как электронная начинка монитора, так и специальное   устройство  ­  видеоадаптер,  который  формирует,  хранит  и передает   изображение  на экран дисплея. Конструктивно видеоадаптер представляет собой плату, которая вставляется в корпус компьютера   (в   системный   блок).   Дисплей   подключается   непосредственно   к   ней.   На   этой   плате находятся, в частности, схемы видеопамяти,  в которых запоминается изображение,  выводимое  на экран. Современные   дисплеи   должны   соответствовать   очень   строгим   требованиям,   установленным международными нормами ­ стандартами. Защита человека от разного рода излучений в дисплеях выполняется на более серьезном уровне. Специальные защитные фильтры, навешиваемые на экран, защищают   его   поверхность   от   бликов,   позволяют   несколько   увеличить   четкость   изображения, обеспечивают  дополнительную  защиту от  излучений.  Защита  от  негативных  полей  обеспечивается лишь  при   подключении   к  заземлению  как  корпуса   компьютера,  так  и   защитного   экрана.   Следует помнить,   что   излучения   имеют   место   не   только   со   стороны   экрана,   где   конструкторы предусматривают максимально возможную защиту для человека, но и с задней стороны дисплея, где никакой защиты, как правило, не устраивается. Поэтому размещать компьютер в помещении следует так, чтобы с задней стороны дисплея люди в течение длительного времени не находились. Дисплей   может   работать   либо   в   текстовом   (когда   на   экран   могут   быть   выведены   только стандартные ASCII ­ символы), либо в графическом режиме, когда изображения строятся из большого числа точек ­ пикселов (для работы с чертежами, графикой, текстом, видео и т.д.). Качество   изображения   в   графическом   режиме   зависит   от   разрешающей   способности,   т.е. количества пикселов по горизонтали и вертикали (640*480, 800*600, 1024*768 и т.д. Разрешающая способность не зависит от размера экрана дисплея. Существуют различные видеорежимы. Они отличаются разрешающей способностью и палитрой ­количеством   выводимых   цветов.   С   течением   времени   и   развитием   техники   появляются   новые графические   режимы   с   большей   разрешающей   способностью   и   более   богатой   палитрой.   От   типа дисплея   зависит   способность   поддерживать   различные   видеорежимы.   Как   правило,   для   дисплеев выполняется правило совместимости "сверху вниз". Это значит, что дисплей более современного типа (дисплеи типа SVGA ­ 800*600 и 1024*768) может работать как в режимах с высокой разрешающей способностью   и   большим   количеством   выводимых   цветов,   так   и   в   режимах,   разработанных   для дисплеев старых типов, т.е. с меньшей разрешающей способностью и меньшим количеством цветов (дисплеи типа VGA 640*480).  Принтер ­ устройство вывода информации на бумагу. Принтеры бывают матричные, струйные, лазерные.   Иногда   встречаются   принтеры   других   типов   ­   литерные,   лепестковые,   светодиодные   и другие. Кроме того, по формату бумаги различают "широкие" и "узкие" принтеры. В матричном принтере изображение выводится на бумагу с помощью специальной движущейся головки, в которой имеется несколько (9, 24 или 48) иголок, наносящих удары по листу бумаги через красящую ленту. Скорость работы матричных принтеров невысока (от 10 секунд на страницу при низком качестве, до нескольких минут ­ при высоком), кроме того, они издают неприятный звук при работе. К их преимуществам следует отнести низкую стоимость, высокую надежность. В струйных принтерах красящее вещество (тонер) выдувается на бумагу с помощью системы сопел. Эти принтеры обеспечивают более высокие скорость и качество печати, позволяют создавать цветные изображения. При   этом   по   стоимости   струйные   принтеры   незначительно   отличаются   от   матричных. Эксплуатационные расходы (стоимость тонера и обслуживания) у них выше. Наиболее   высокую   скорость   печати   (до   5   секунд   на   страницу)   при   наилучшем   качестве обеспечивают   лазерные   принтеры.   В   них   изображение   переносится   на   бумагу   со   специального барабана,   к   участкам   поверхности   которого,   наэлектролизованного   лучом   лазера,   притягиваются частицы   красящего   порошка.   Лазерные   принтеры   являются   достаточно   дорогими,   но   наиболее экономически выгодными при печати большого количества документов в офисе и дома. Плоттер (графопостроитель) ­ устройство для вывода чертежей на бумагу. Бывают струйные и механические плоттеры. Устройство струйных плоттеров аналогично устройству струйных принтеров. В механических плоттерах пишущий узел с перьями (шариковыми, керамическими или фитильными, как   во   фломастерах)   перемещается   по   направляющим   относительно   листа   ватмана,   или   бумага, зажатая в прижимных устройствах, перемещается относительно пишущего узла. В   корпус   компьютера   обычно   встраивается  динамик,   способный   выдавать   звуковые   сигналы, например   при   ошибках   загрузки   компьютера.   Для   возможности   прослушивания   музыки   в качественном   исполнении,   речи,   звуковых   эффектов   необходимо   оснастить   компьютер  звуковой приставкой  ­   специальной   платой   (саунд­бластером,   англ.   sound   blaster   ­   "выдувающий"   звук), вставляемой в системный блок (корпус) компьютера, и подключаемыми к ней колонками. В настоящее практически все производители встраивают звуковую карту непосредственно в материнскую плату (основную плату, на которой расположены процессор память и др.). Мощный компьютер, оснащенный этими и другими устройствами для создания звуковых эффектов называют мультимедийным (от англ. multimedia­"многие   среды",   т.е.   возможность   одновременно   использовать   всевозможные   способы представления информации ­ текстовой, графической, звуковой, видео и пр.). Модем  (МОдулятор   ­   ДЕМодулятор)   ­   устройство,   преобразующее   информацию   к   виду,   в котором ее можно передавать по линиям связи (по телефонным линиям). Модемы бывают внутренние (вставляемые   в   корпус   компьютера)   и   внешние   (представляющие   собой   отдельные   устройства, подключаемые   к   компьютеру   и   телефонной   линии).   Кроме   того,   различают   телефонные   модемы, позволяющие передавать только текстовые сообщения, и факс­модемы, позволяющие передавать и графические изображения. Сетевой   адаптер  (сетевая   плата)   ­   устройство,   обеспечивающее   подключение   компьютера   к локальной   компьютерной   сети.   Сетевой   адаптер   представляет   собой   вставляемую   в   корпус компьютера плату с разъемом для подключения линии связи компьютерной сети. 1.4. Архитектура персонального компьютера Персональным компьютером (ПК, РС ­ от англ. Реrsonal Сomputer) называют небольшую ЭВМ,ориентированную   на   широкий   круг.   До   появления   персональных   компьютеров   инженеры,   ученые, экономисты, представители других профессий общались с ЭВМ только с помощью посредников ­ инженеров­системотехников  и программистов,  поскольку работа на ЭВМ старых  типов требовала специальной подготовки. С появлением персональных ЭВМ необходимость в таком посредничестве отпала, так как процесс общения с ЭВМ значительно упростился. Впервые   производство   персональных   компьютеров   было   поставлено   на   поток   в   1975   году американской фирмой APPLE. В 1981 г. появились первые персональные компьютеры фирмы IBM. Они были более дешевыми и в них были использованы последние разработки сразу нескольких других фирм, в частности программное обеспечение фирмы MICROSOFT (произносится "Майкрософт"). В настоящее время большой популярностью пользуется продукция не только IBM, но и других фирм производящих IBM совместимые компьютеры, а также компьютеры фирмы APPLE (им присвоили имя "Мэкинтош"). В вычислительной технике архитектура определяет состав, назначение, логическую организацию и порядок   взаимодействия   всех   аппаратных   и   программных   средств,   объединенных   в   единую вычислительную   систему.   Иными   словами,   архитектура   описывает   то,   как   ЭВМ   представляется пользователю. В   современных   персональных   компьютерах   используется   принцип   открытой   архитектуры.   Он состоит в том, что основные  устройства,  непосредственно участвующие в обработке  информации (процессор,   сопроцессор,   оперативная   память),   соединяется   с   остальными   (периферийными) устройствами единой магистралью ­ системной шиной (магистральным интерфейсом). При этом часть структурных элементов объединена (конструктивно) системной (материнской или основной ­ англ. motherboard или mainboard) платой. Упрощенная структура персональной ЭВМ представлена на рис. 2.1. На схеме двунаправленные стрелки указывают на то, что информация движется как от процессора к   периферийным   устройствам,   так   и   в   обратную   сторону.   Схема   носит   условный   характер, иллюстрирующий   только   основные   принципы   устройства   современного   компьютера,   поэтому   ряд устройств не изображены (прямоугольник с многоточием), но могут быть подключены. Если открыть корпус компьютера, то можно увидеть большую плату, на которой размещаются микросхемы, другие электронные устройства и разъемы (слоты), в которые вставлены другие платы и к которым посредством кабелей подключены другие устройства. Это и есть материнская плата. Конфигурация компьютера ­ это состав устройств, подключенных к компьютеру. Открытая архитектура позволяет выбирать конфигурацию компьютера, т.е. комплектовать его по своему выбору из достаточно большого количества совместимых с используемой материнской платой и процессором устройств, имеющихся на рынке (в том числе и произведенных различными фирмами). Кроме того, всегда имеется возможность модернизировать, а также расширить систему, подключив к ней новые устройства.1.5. Технические характеристики персонального компьютера Для   оценки   возможностей   вычислительной   машины   необходимо   знать   ее   технические характеристики. Наиболее характерные из них перечислены ниже. Быстродействие, производительность, тактовая частота. Единицами измерения быстродействия служат: МИПС (MIPS ­ Mega Instruction Per Second) ­ миллион операций над числами с фиксированной запятой (точкой); МФЛОПС (MFLOPS ­ Mega FLoating Operations Per Second) ­ миллион операций над числами с плавающей запятой (точкой); КОПС (KOPS ­ Kilo Operations Per Second) для низкопроизводительных  ЭВМ ­ тысяча неких усредненных операций над числами; ГФЛОПС (GFLOPS ­ Giga FLoating Operations Per Second) ­ миллиард операций в секунду над числами с плавающей запятой (точкой). Оценка   производительности   ЭВМ   всегда   приблизительная,   ибо   при   этом   ориентируются   на некоторые усредненные или, наоборот, на конкретные виды операций. Реально при решении различных задач используются и различные наборы операций. Поэтому для характеристики производительности ПК вместо производительности обычно указывают тактовую частоту, более общую характеристику, определяющую быстродействие машины, так как каждая операция требует для выполнения вполне определенного количества тактов. Такт ­ это интервал времени, затрачиваемый на выполнение одной простейшей машинной операции. Следовательно, тактовая частота ­ это количество тактов в секунду. Один такт в секунду равен одному Герцу. Современные компьютеры работают на тактовых частотах в несколько сотен МегаГерц,  т.е. выполняют  несколько  десятков  или  сотен миллионов  простейших машинных операций за одну секунду. Зная тактовую частоту, можно достаточно точно определить время выполнения любой машинной операции. Разрядность машины и кодовых шин интерфейса. Разрядность ­ это максимальное количество разрядов двоичного числа, над которым одновременно за один такт может выполняться машинная операция, в том числе и операция передачи информации; чем больше разрядность, тем, при прочих равных условиях, будет больше и производительность ПК. Типы   системного   и   локальных   интерфейсов.   Разные   типы   интерфейсов   обеспечивают   разные скорости передачи информации  между узлами машины, позволяют  подключать разное количество внешних устройств и различные их виды. Тип процессора. Компьютер на базе процессора более современного типа будет при всех прочих равных условиях производительнее, чем машины на базе процессоров старых типов. Емкость оперативной памяти. В оперативной памяти хранится обрабатываемая в данный момент информация.   Ее   объем   должен   быть   достаточным   для   этого.   Если   это   не   так,   соответствующие программы не смогут быть запущены на данной машине. Поэтому при описании программ всегда указывают,   какой   должен   быть   объем   оперативной   памяти,   чтобы   можно  было   запустить   данную программу В настоящее время объем оперативной памяти достигает нескольких сотен Мегабайт. Виды   и   емкость   КЭШ­памяти.   КЭШ­память   ­   это   буферная,   не   доступная   для   пользователя быстродействующая память, автоматически используемая компьютером для ускорения операций с информацией, хранящейся в более медленно действующих запоминающих устройствах. Например, для ускорения   операций   с   основной   памятью   организуется   регистровая   КЭШ­память   внутри микропроцессора   (КЭШ­память   первого   уровня)   или   вне   микропроцессора   на   материнской   плате (КЭШ­память второго уровня); для ускорения операций с дисковой  памятью организуется КЭШ­ память на ячейках электронной памяти. Емкость накопителя на жестких магнитных дисках (винчестера). Емкость винчестера измеряется обычно в мегабайтах или гигабайтах (1Гбайт=1024 Мбайта). Современное программное обеспечение и решаемые   пользователем   задачи   предъявляют   все   более   высокие   требования   не   только   к   объему оперативной памяти, но и объему винчестера. Если еще совсем недавно объем винчестера составлял 500 Мбайт ­ 4 Гбайт, то теперь никого не удивляют 80­120 Гбайт. Характеристики   периферийных   устройств.   Почти   все   предыдущие   характеристики   касалисьустройств,   находящихся   на   материнской   плате.   К   характеристикам   периферийных   устройств относятся емкость жесткого диска (приводилась выше), число и типы дисководов для дискет, тип дисплея и объем видеопамяти, тип и скорость печати принтера, быстродействие модема и т.д. Несомненно, что при определенных условиях эксплуатации имеют значение такие технические характеристики как габариты, масса и надежность. Габариты и массу чаще учитывают, когда речь идет о   персональных   компьютерах   в   мобильном   исполнении   (ноутбуках).   Повышенная   надежность   и защищенность важна, например, в случае использования компьютера вне дома и офиса (на улице, в цехах, в автомобиле и т.д.). Обычно стоимость таких компьютеров значительно выше по сравнению с обычными.2. Системы счисления Система счисления, или  просто счисление,  или  нумерация,  ­ набор конкретных знаков­цифр вместе с системой приемов записи, которая представляет числа этими цифрами. Различные системы счисления могут отличаться друг от друга по следующим признакам: 1) разное начертание цифр, которые обозначают одни и те же числа, 2) разные способы записи чисел цифрами 3) разное количество цифр. Например, восточные арабы до сих пор используют ту же самую систему счисления, что и в большинстве стран, но начертание цифр у них иное. По способу записи чисел цифрами системы счисления бывают позиционные и непозиционные. Непозиционная система счисления — это такая система счисления, что в записи числа каждая цифра имеет всегда одно и то же значение, т. е. ее «вес» не зависит от местоположения в числе. Римская система счисления является непозиционной. Например, число I в римской системе означает один, число II означает 1 + 1, т. е. два, а число III — 1 + 1 + 1=3. Позиционная система счисления характеризуется тем, что значение знака­цифры, «вес» цифры зависит от ее расположения в записи числа. Например, число 1 в обычной десятичной системе счисления означает один. В числе 11 первая цифра справа означает 1, а вторая цифра справа — уже 10, поэтому число 11 означает 1 + 10, т. е. одиннадцать. Также число 111 = 100 + 10 + 1. Основание   системы   счисления   —   это   количество   цифр   позиционной   системы   счисления. Позиционные системы отличаются друг от друга своим количеством цифр, и поэтому именуется по своему основанию. Например, десятичная система счисления, двоичная система. 2.1. Римская система счисления Римская   система   счисления—   счисление   древних   римлян,   используемое   в   современной цивилизации (см. прил. 1). В русском языке это счисление используется для написания: 1) века; 2) порядкового числительного; 3) месяца при указании даты и, очень редко: 4) года н. э. (нашей эры). Римская система счисления имеет свое собственное оригинальное начертание цифр. В частности, в этой системе отсутствует нуль. Римская система основана на употреблении семи особых знаков —  римских цифр,  которые делятся на четыре знака десятичных разрядов I = 1, X = 10, C = 100, M = 1000 и три знака половин десятичных разрядов V = 5, L = 50, D = 500. Натуральные числа, т. е. целые положительные числа (без нуля), можно записывать при помощи повторения римских цифр, используя три следующие правила. 1. Правило   сложения:  если   все   цифры   в   числе   по   значению   не   возрас тают, если считать слева направо, то они складываются. Например: II = 2, VI = 6, XI = 11 — правильно, IV = 6, XL = 60 — неправильно. 2. Правило   вычитания:  1)   сначала   во   всех   парах, стоит   перед   большей, полученные   результаты   вместе  вычитается   где   меньшая   цифра   затем   с   оставшимися   цифрами   подпадают   под  меньшая   цифра   из   большей;   2)принцип сложения и складываются. Например: IV = 4, XIV = 14, XXIX = 29 — правильно, IVX = 6, IXX = 1 — неправильно. 3. Правило   ограничения:   число   мально   возможными   цифрами; подряд   заменяются   этим   десятичным   и   следующим   половинным; ли   при   этой   замене наковыми   половинными, следующим   десятичным   ценным десятичным).  этот   десятичный   то   эти   три   знака   заменяются   но   четыре   одинаковых  десятичных записывается   слева   направо   макси  знака   но   ес  знак   оказывается   между   двумя   оди  этим   десятичным  и заменяются   равно   два   половинных    1)   2)   3) (т.   е. знака   2.2. Десятичная система счисления Десятичная система счисления — это позиционная система счисления.  Пришла в Европу из Индии, где она появилась не позднее VI века н.э. В этой системе 10 цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, но информацию несет не только цифра, но и место, на котором цифра стоит (то есть ее позиция). В десятичной системе счисления особую роль играют число 10 и его степени: 10, 100, 1000 и т.д. Самая правая цифра числа показывает число единиц, вторая справа ­ число десятков, следующая ­ число сотен и т.д.  2.3. Двоичная система счисления Люди предпочитают десятичную систему, вероятно, потому, что с древних времен считали по пальцам.   Но,   не   всегда   и   не   везде   люди   пользовались   десятичной   системой   счисления.   В   Китае, например, долгое время применялась пятеричная система счисления. В ЭВМ используют двоичную систему потому, что она имеет ряд преимуществ перед другими:     для ее реализации используются технические элементы с двумя возможными состояниями (есть ток ­­ нет тока, намагничен ­­ ненамагничен);  представление   информации   посредством   только   двух   состояний   надежно   и помехоустойчиво;  возможно   применение   аппарата   булевой   алгебры   для   выполнения   логических преобразований информации;  двоичная   арифметика   проще   десятичной   (двоичные   таблицы   сложения   и   умножения предельно просты).  В   двоичной   системе   счисления   всего   две   цифры,   называемые   двоичными   (binary   digits). Сокращение   этого   наименования   привело   к   появлению   термина  бит,   ставшего   названием   разряда двоичного числа. Веса разрядов в двоичной системе изменяются по степеням двойки. Поскольку вес каждого разряда умножается либо на 0, либо на 1, то в результате значение числа определяется как сумма соответствующих значений степеней двойки. Если какой­либо разряд двоичного числа равен 1, то   он   называется   значащим   разрядом.   Запись   числа   в   двоичном   виде   намного   длиннее   записи   в десятичной системе счисления. Арифметические действия, выполняемые в двоичной системе, подчиняются тем же правилам, что и в десятичной системе. Только в двоичной системе перенос единиц в старший разряд возникает чаще, чем в десятичной. Вот как выглядит таблица сложения в двоичной системе:    0 + 0 = 0 1 + 0 = 1 0 + 1 = 1 1 + 1 = 0 (перенос в старший разряд)   Таблица умножения для двоичных чисел еще проще: 0 * 0 = 0 0 * 1 = 0 1 * 0 = 0 1 * 1 = 1 2.4. Восьмеричная и Шестнадцатеричная системы счисления В восьмеричной (octal) системе счисления используются восемь различных цифр 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Основание системы ­­ 8. При записи отрицательных чисел перед последовательностью цифр ставятзнак   минус.   Сложение,   вычитание,   умножение   и   деление   чисел,   представленных   в   восьмеричной системе,  выполняются  весьма  просто подобно тому, как это делают в общеизвестной десятичной системе счисления. В различных языках программирования запись восьмеричных чисел начинается с 0, например, запись 011 означает число 9. В  шестнадцатеричной  (hexadecimal) системе счисления применяется десять различных цифр и шесть   первых   букв   латинского   алфавита.   При   записи   отрицательных   чисел   слева   от последовательности цифр ставят знак минус. Для того чтобы при написании компьютерных программ отличить числа, записанные в шестнадцатеричной системе, от других, перед числом ставят 0x. То есть 0x11 и 11 ­­ это разные числа. В других случаях можно указать основание системы счисления нижним индексом. Шестнадцатеричная  система счисления широко используется  при задании  различных оттенков цвета   при   кодировании   графической   информации   (модель   RGB).   Так,   в   редакторе   гипертекста Netscape   Composer   можно   задавать   цвета   для   фона   или   текста   как   в   десятичной,   так   и шестнадцатеричной системах счисления. 2.5. Перевод чисел из одной системы счисления в другую Наиболее   часто   встречающиеся   системы   счисления   ­­   это   двоичная,   шестнадцатеричная   и десятичная. Как же связаны между собой представления  числа в различных системах  счисления? Рассмотрим различные способы перевода чисел из одной системы счисления в другую на конкретных примерах. Пусть требуется перевести число 567 из десятичной в двоичную систему. Сначала определим максимальную степень двойки, такую, чтобы два в этой степени было меньше или равно исходному числу. В нашем случае это 9, т. к. 29=512, а 210=1024, что больше начального числа. Таким образом, мы получим   число   разрядов   результата.   Оно   равно   9+1=10.   Поэтому   результат   будет   иметь   вид 1ххххххххх, где вместо х могут стоять любые двоичные цифры. Найдем вторую цифру результата. Возведем двойку в степень 9 и вычтем из исходного числа: 567­29=55. Остаток сравним с числом 28=256.   Так   как   55   меньше   256,   то   девятый   разряд   будет   нулем,   т. е.   результат   примет   вид 10хххххххх. Рассмотрим восьмой разряд. Так как 27=128>55, то и он будет нулевым. Седьмой   разряд   также   оказывается   нулевым.   Искомая   двоичная   запись   числа   принимает   вид 1000хххххх. 25=32<55, поэтому шестой разряд равен 1 (результат 10001ххххх). Для остатка 55­32=23 справедливо   неравенство   24=16<23,   что   означает   равенство   единице   пятого   разряда.   Действуя аналогично,   получаем   в   результате   число   1000110111.   Мы   разложили   данное   число   по   степеням двойки: 567=1*29+0*28+0*27+0*26+1*25+1*24+0*23+1*22 +1*21+1*20 При другом способе перевода чисел используется операция деления в столбик. Рассмотрим то же самое   число   567.   Разделив   его   на   2,   получим   частное   283   и   остаток   1.   Проведем   ту   же   самую операцию с числом 283. Получим частное 141, остаток 1. Опять делим полученное частное на 2, и так до  тех   пор,  пока   частное  не   станет  меньше   делителя.   Теперь   для   того,   чтобы   получить   число   в двоичной системе счисления, достаточно записать последнее частное, то есть 1, и приписать к нему в обратном порядке все полученные в процессе деления остатки.Результат,   естественно,   не   изменился:   567   в   двоичной   системе   счисления   записывается   как 1000110111. Эти   два  способа  применимы   при  переводе  числа   из   десятичной  системы   в  систему   с  любым основанием.   Для   закрепления   навыков   рассмотрим   перевод   числа   567   в   систему   счисления   с основанием 16. Сначала осуществим разложение данного числа по степеням основания. Искомое число будет состоять   из   трех   цифр,   т. к.   162=256 < 567 < 163=4096.   Определим   цифру   старшего   разряда. 2*162=512<567<3*162=768, следовательно искомое число имеет вид 2хх, где вместо х могут стоять любые шестнадцатеричные цифры. Остается распределить по следующим разрядам число 55 (567­ 512). 3*16=48<55<4*16=64, значит во втором разряде находится цифра 3. Последняя цифра равна 7 (55­48). Искомое шестнадцатеричное число равно 237. Второй способ состоит в осуществлении последовательного деления в столбик, с единственным отличием в том, что делить надо не на 2, а на 16, и процесс деления заканчивается, когда частное становится строго меньше 16. Конечно, не надо забывать и о том, что для записи числа в шестнадцатеричной системе счисления, необходимо заменить 10 на A, 11 на B и так далее. Операция перевода в десятичную систему выглядит гораздо проще, так как любое десятичное число можно представить в виде x = a0*pn  + a1*pn­1  + ... + an­1*p1  + an*p0, где a0  ... an  ­­ это цифры данного числа в системе счисления с основанием p. Пример Переведем число 4A3F в десятичную систему. По определению, 4A3F= 4*163+A*162+3*16+F. Заменив A на 10, а F на 15, получим 4*163+10*162+3*16+15= 19007 Пожалуй,   проще   всего   осуществляется   перевод   чисел   из   двоичной   системы   в   системы   с основанием, равным степеням двойки (8 и 16), и наоборот. Для того чтобы целое двоичное число записать в системе счисления с основанием 2n, нужно  данное двоичное число разбить справа налево на группы по n­цифр в каждой;   если в последней левой группе окажется меньше n разрядов, то дополнить ее нулями до нужного числа разрядов;   рассмотреть   каждую   группу,   как   n­разрядное   двоичное   число,   и   заменить   ее соответствующей цифрой в системе счисления с основанием 2n.  Двоично­шестнадцатеричная таблица Двоично­шестнадцатеричная таблица 0 2­ная 0000 0001 0010 0011 0100 0101 0110 0111 16­ная 7 2­ная 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 16­ная F A D B C E 1 4 2 3 5 6 8 9 Двоично­восьмеричная таблица 2­ная 000 001 010 011 100 101 110 111 8­ная 0 7 1 2 3 4 5 63. Кодирование данных Для   автоматизации   работы   с   данными,   относящимися   к   различным   типам,   очень   важно унифицировать их форму представления — для этого обычно используется прием кодирования, то есть выражение данных одного типа через данные другого типа. Естественные человеческие языки — это не что иное, как системы  кодирования  понятий для выражения  мыслей  посредством  речи. К языкам близко примыкают азбуки (системы кодирования компонентов языка с помощью графических символов). История знает интересные, хотя и безуспешные попытки создания «универсальных» языков и   азбук.   По­видимому,   безуспешность   попыток   их   внедрения   связана   с   тем,   что   национальные   и социальные   образования   естественным   образом   понимают,   что   изменение   системы   кодирования общественных данных непременно приводит к изменению общественных методов (то есть норм права и морали), а это может быть связано с социальными потрясениями. Та   же   проблема   универсального   средства   кодирования   достаточно   успешно   реализуется   в отдельных отраслях техники, науки и культуры. В качестве примеров можно привести систему записи математических выражений, телеграфную азбуку, морскую флажковую азбуку, систему Брайля для слепых и многое другое. Своя   система   существует   и   в   вычислительной   технике   —   она   называется  двоичным кодированием  и основана на представлении данных последовательностью всего двух знаков: 0 и 1. Эти знаки называются двоичными цифрами, по английски — binary digit или, сокращенно, bit {бит). Одним битом могут быть выражены два понятия: 0 или 1 (да или нет, черное или белое, истина или ложь и т. п.). Если количество битов увеличить до двух, то уже можно выразить четыре различных понятия: 00     01       10       11 Тремя битами можно закодировать восемь различных значений: 000   001     010    011     100     101 110    111 Увеличивая на единицу количество разрядов в системе двоичного кодирования, мы увеличиваем в два   раза   количество   значений,   которое   может   быть   выражено   в   данной   системе,   то   есть   общая формула имеет вид: N=2m,         где: N — количество независимых кодируемых значений; т — разрядность двоичного кодирования, принятая в данной системе. 3.1. Кодирование целых и действительных чисел Целые числа кодируются двоичным кодом достаточно просто — достаточно взять целое число и делить его пополам до тех пор, пока в остатке не образуется ноль или единица. Совокупность остатков от каждого деления, записанная справа налево вместе с последним остатком, и образует двоичный аналог десятичного числа. 19:2 = 9+1 9:2=4+1   4 : 2 = 2+ 0   2:2 = 1 Таким образом, 1910 = 10112.Для кодирования целых чисел от 0 до 255 достаточно иметь 8 разрядов двоичного  кода (8 бит). Шестнадцать бит позволяют закодировать целые числа от 0 до 65535, а 24 бита — уже более 16,5 миллионов разных значений. Для   кодирования   действительных   чисел   используют   80­разрядное   кодирование.  При   этом   число предварительно преобразуется в нормализованную форму. 3,1415926 = 0,31415926* 101 300 000 = 0,3*106 123 456 789 = 0,123456789 • 1010 Первая часть числа называется  мантиссой,  а вторая —  характеристикой.  Большую  часть из 80 бит отводят для хранения мантиссы (вместе со знаком) и некоторое  фиксированное количество разрядов отводят для хранения характеристики (тоже со знаком). 3.2. Кодирование текстовых данных Если каждому символу алфавита сопоставить определенное целое число (например, порядковый номер), то с помощью двоичного кода можно кодировать и текстовую информацию. Восьми двоичных разрядов достаточно для кодирования 256 различных символов. Этого хватит, чтобы выразить различными комбинациями восьми битов все символы английского и русского языков, как строчные, так и прописные, а также  знаки препинания, символы основных арифметических действий и некоторые общепринятые специальные  символы,  например  символ «§». Технически   это   выглядит   очень   просто,   однако   всегда   существовали   достаточно  веские организационные сложности. В первые годы развития вычислительной техники они были связаны с отсутствием   необходимых   стандартов,   а   в   настоящее   время  вызваны,   наоборот,   изобилием одновременно   действующих   и   противоречивых   стандартов.   Для   того   чтобы   весь   мир   одинаково кодировал текстовые данные, нужны единые  таблицы кодирования, а это пока невозможно из­за противоречий между символами национальных алфавитов, а также противоречий корпоративного характера. Для   английского   языка,   захватившего   де­факто   нишу   международного   средства   общения, противоречия   уже   сняты.   Институт   стандартизации   США  (ANSI  —  American  National  Standard Institute)  ввел   в   действие   систему   кодирования  ASCII  (American  Standard  Code  for  Information Interchange — стандартный код информационного обмена США). В системе ASCII закреплены две таблицы кодирования — базовая и расширенная. Базовая таблица закрепляет значения кодов от 0 до 127, а расширенная относится к символам с номерами от 128 до 255. Первые 32 кода базовой таблицы, начиная с нулевого, отданы производителям аппаратных средств   (в   первую   очередь   производителям   компьютеров   и   печатающих   устройств).   В   этой области размещаются так называемые  управляющие коды,  которым не соответствуют никакие символы языков, и, соответственно, эти коды не выводятся ни на экран, ни на устройства печати, но ими можно управлять тем, как производится вывод прочих данных. Начиная   с   кода   32   по   код   127   размещены   коды   символов   английского   алфавита,  знаков препинания, цифр, арифметических  действий и некоторых вспомогательных  символов.   Базовая таблица кодировки ASCII приведена в таблице 1.1.Аналогичные системы кодирования текстовых данных были разработаны и в других  странах. Так, например, в СССР в этой области действовала система кодирования  КОИ­7  (код обмена информацией,   семизначный).  Однако   поддержка   производителей  оборудования   и   программ вывела   американский   код  ASCII  на   уровень   международного   стандарта,   и   национальным системам кодирования пришлось «отступить» во вторую, расширенную часть системы кодирования, определяющую значения кодов со 128 по 255. Отсутствие единого стандарта в этой области привело к множественности одновременно действующих кодировок. Только в России можно указать три действующих стандарта кодировки и еще два устаревших. Так, например, кодировка символов русского языка, известная как кодировка  Windows­ 1251,  была   введена   «извне»   —   компанией  Microsoft,  но,   учитывая   широкое  распространение операционных систем и других продуктов этой компании в России,  она   глубоко   закрепилась   и нашла   широкое   распространение   (таблица   1.2).   Эта  кодировка   используется   на   большинстве локальных компьютеров, работающих на платформе Windows. Другая   распространенная   кодировка   носит   название   КОИ­8  (код   обмена   информацией, восьмизначный)  —   ее   происхождение   относится   ко   временам   действия   Совета  Экономической Взаимопомощи   государств   Восточной   Европы   (таблица   1.3).   Сегодня   кодировка   КОИ­8   имеет широкое распространение в компьютерных сетях на территории России и в российском секторе Интернета. Международный стандарт, в котором предусмотрена кодировка символов русского алфавита, носит название кодировки /50  (International  Standard  Organization  — Международный институт стандартизации). На практике данная кодировка используется редко (таблица 1.4). На компьютерах, работающих в операционных системах  MS­DOS,  могут действовать  еще две кодировки   (кодировка  ГОСТ     и  кодировка  ГОСТ­альтернативная).  Первая  из них считалась устаревшей   даже   в   первые   годы   появления   персональной   вычислительной   техники,   но   вторая используется и по сей день (см. таблицу 1.5). В связи с изобилием систем кодирования текстовых данных, действующих в России, возникаетзадача   межсистемного   преобразования   данных   —   это   одна   из   распространенных   задач информатики.3.3. Универсальная система кодирования текстовых данных Если   проанализировать   организационные   трудности,   связанные   с   созданием   единой  системы кодирования текстовых данных, то можно прийти к выводу, что они вызваны ограниченным набором кодов (256). В то же время очевидно, что если, например, кодировать символы не восьмиразрядными двоичными числами, а числами с большим количеством разрядов, то и диапазон возможных значений кодов станет намного больше. Такая система, основанная на 16­разрядном кодировании символов, получила   название  универсальной  —  UNICODE.  Шестнадцать   разрядов   позволяют   обеспечить уникальные коды для 65 536 различных символов — этого поля достаточно для размещения в одной таблице символов большинства языков планеты. Несмотря   на   тривиальную   очевидность   такого   подхода,   простой   механический  переход на данную систему долгое время сдерживался из­за недостаточных ресурсов  средств вычислительной техники (в системе кодирования  UNICODE  все текстовые  документы  автоматически  становятся вдвое длиннее). Во второй половине 90­х годов технические средства достигли необходимого уровня обеспеченности ресурсами, и сегодня мы наблюдаем постепенный перевод документов и программныхсредств  на   универсальную   систему   кодирования.   Для   индивидуальных   пользователей   это  еще больше добавило забот по согласованию документов, выполненных в разных системах кодирования, с программными средствами, но это надо понимать как трудности переходного периода. 3.4. Кодирование графических данных Если рассмотреть с помощью увеличительного стекла черно­белое графическое изображение, напечатанное в газете или книге, то можно увидеть, что оно состоит из мельчайших точек, образующих характерный узор, называемый растром (рис. 1.3). Поскольку   линейные   координаты   и   индивидуальные   свойства   каждой   точки   (яркость)  можно выразить   с   помощью   целых   чисел,   то   можно   сказать,   что   растровое   кодирование   позволяет использовать   двоичный   код   для   представления   графических   данных.   Общепринятым   на сегодняшний день считается представление черно­белых иллюстраций в виде комбинации точек с 256 градациями серого цвета, и, таким  образом, для кодирования яркости любой точки обычно достаточно восьмиразрядного двоичного числа. Для   кодирования   цветных   графических   изображений   применяется  принцип   декомпозиции произвольного цвета на основные составляющие. В качестве таких составляющих используют три основные цвета: красный  (Red,  R), зеленый  (Green,  G)  и  синий  (Blue, В).  На практике считается (хотя   теоретически   это   не   совсем   так),   что  любой   цвет,   видимый   человеческим   глазом,   можно получить путем механического  смешения этих трех основных цветов. Такая система кодирования называется системой RGB по первым буквам названий основных цветов. Если   для   кодирования   яркости   каждой   из   основных   составляющих   использовать   по   256 значений   (восемь   двоичных   разрядов),   как   это   принято   для   полутоновых   черно­белых изображений, то на кодирование цвета одной точки надо затратить 24 разряда. При этом система кодирования обеспечивает однозначное определение 16,5 млн различных цветов, что на самом деле близко   к   чувствительности   человеческого   глаза.   Режим   представления   цветной   графики   с использованием 24 двоичных разрядов называется полноцветным (True Color). Каждому из основных цветов можно поставить в соответствие дополнительный  цвет, то есть цвет, дополняющий основной цвет до белого. Нетрудно заметить, что для любого из основных цветов дополнительным   будет   цвет,   образованный   суммой  пары   остальных   основных   цветов. Соответственно, дополнительными цветами являются: голубой (Cyan, С), пурпурный (Magenta, М) и желтый   (Yellow,  Y).  Принцип  декомпозиции   произвольного   цвета   на   составляющие   компоненты можно применять не только для основных цветов, но и для дополнительных, то есть любой цвет можно   представить   в   виде   суммы   голубой,   пурпурной   и   желтой   составляющей.  Такой   метод кодирования цвета принят в полиграфии, но в полиграфии используется  еще и четвертая краска — черная  (Black,   К).  Поэтому   данная   система   кодирования  обозначается  четырьмя буквами  CMYK (черный   цвет   обозначается   буквой  К,  потому,  что   буква  В  уже   занята   синим   цветом),   и   для представления цветной графики в этой системе надо иметь 32 двоичных разряда. Такой режим тоже называется полноцветным (True Color). Если уменьшить количество двоичных разрядов, используемых для кодирования цвета каждой точки,   то   можно   сократить   объем   данных,   но   при   этом   диапазон   кодируемых   цветов   заметно сокращается.   Кодирование   цветной   графики   16­разрядными   двоичными   числами   называется режимом High Color. При кодировании информации о цвете с помощью восьми бит данных можно передать только256 цветовых оттенков. Такой метод кодирования цвета называется индексным. Смысл названия в том, что, поскольку 256 значений совершенно недостаточно, чтобы передать весь диапазон цветов, доступный человеческому глазу,  код каждой точки растра выражает не цвет сам по себе, а только его   номер  (индекс)  в некоей  справочной  таблице,  называемой  палитрой.  Разумеется,  эта палитра должна  прикладываться   к   графическим   данным   —   без   нее   нельзя   воспользоваться   методами воспроизведения информации на экране или бумаге (то есть, воспользоваться, конечно, можно, но из­за неполноты   данных   полученная   информация   не   будет   адекватной:   листва   на   деревьях   может оказаться красной, а небо — зеленым). 3.5. Кодирование звуковой информации Приемы   и   методы   работы   со   звуковой   информацией   пришли   в   вычислительную  технику наиболее   поздно.   К   тому   же,   в   отличие   от   числовых,   текстовых   и   графических   данных,   у звукозаписей не было столь же длительной и проверенной истории  кодирования. В итоге методы кодирования   звуковой   информации   двоичным   кодом  далеки   от   стандартизации.   Множество отдельных компаний разработали свои  корпоративные  стандарты,  но если  говорить обобщенно, то можно выделить два основных направления. Метод FM {Frequency Modulation) основан на том, что теоретически любой сложный звук можно разложить на последовательность простейших гармонических сигналов  разных  частот, каждый  из которых представляет собой правильную синусоиду, а следовательно, может быть описан числовыми параметрами,   то   есть   кодом.   В   природе  звуковые   сигналы   имеют   непрерывный   спектр,   то   есть являются аналоговыми. Их разложение в гармонические ряды и представление в виде дискретных цифровых  сигналов выполняют специальные устройства —  аналогово­цифровые преобразователи {АЦП).  Обратное преобразование для воспроизведения звука, закодированного числовым кодом, выполняют  цифро­аналоговые   преобразователи   {ЦАП).  При   таких   преобразованиях   неизбежны потери   информации,   связанные   с   методом   кодирования,   поэтому   качество   звукозаписи   обычно получается   не   вполне   удовлетворительным   и   соответствует   качеству   звучания   простейших электромузыкальных  инструментов  с окрасом, характерным  для электронной  музыки. В то же время,  данный   метод   кодирования   обеспечивает   весьма   компактный   код,   и   потому   он   нашел применение   еще   в   те   годы,   когда   ресурсы   средств   вычислительной   техники   были   явно недостаточны. Метод   таблично­волнового  {Wave­Table)  синтеза   лучше   соответствует   современному  уровню развития техники. Если говорить упрощенно, то можно сказать, что где­то в заранее подготовленных таблицах хранятся образцы звуков для множества различных музыкальных инструментов (хотя не только   для   них).   В   технике   такие   образцы  называют  сэмплами.  Числовые   коды   выражают   тип инструмента, номер его модели, высоту тона, продолжительность и интенсивность звука, динамику его   изменения,  некоторые   параметры   среды,   в   которой   происходит   звучание,   а   также   прочие параметры,   характеризующие   особенности   звука.   Поскольку   в   качестве   образцов   используются «реальные»   звуки,   то   качество   звука,   полученного   в   результате   синтеза,   получается   очень высоким и приближается к качеству звучания реальных музыкальных инструментов.