Tapaus 0 - Tieto tietokoneessa

Tapaus 0 jakautuu kahteen osaan; tiedon esitykseen tietokoneessa sekä tiedon syöttämiseen tietokoneelle.

Virike:

Kantalukujärjestelmiä

Kantalukujärjestelmä hyödyntää kiinteän kantaluvun tuomaa säännöllisyyttä yhdistettynä paikkamerkintään, jolla luvun esitystapa pelkistyy yksinkertaiseksi. [1]

Ylivoimaisesti eniten käytetään kymmenkantaista desimaalijärjestelmää, jossa numeron arvo oikealta lukien on ykköset, kymmenet, sadat, tuhannet.. . Desimaalijärjestelmä on luultavasti niin tuttu, ettei tule mietittyä lukujen muodostumista tarkemmin. Tarkastellaan esimerkiksi kolminumeroista lukua 765, joka voidaan esittää myös muodossa 7*10² + 6*10¹ + 5*10⁰.

Toinen mahdollisesti vastaan tullut lukujärjestelmä on kaksikantainen binäärijärjestelmä, jossa lukujen esittämiseen käytetään vain kahta merkkiä; 0 ja 1. Binäärijärjestelmä on yleisesti käytössä tietokoneissa, sillä sen avulla elektroniset piirit on helppo ilmaista. Binääriluvut ovat hajotettavissa samalla tavalla kuin kymmenkantaiset, mutta tällöin kantana toimii kymmenen sijaan luku kaksi. Eli vastaavasti luku 1011111101 esitettäisiin (kymmenkantaisena) 1*2⁹ + 0*2⁸ + 1*2⁷ + 1*2⁶ + 1*2⁵ + 1*2⁴ + 1*2³ + 1*2² + 0*2¹ + 1*2⁰ (=765).

Toinen tietotekniikan yleistämä kantalukujärjestelmä on 16-kantainen heksadesimaalijärjestelmä, jossa lukujen esittämiseen käytetään lukuja nollasta yhdeksään (0-9) sekä aakkosten kuutta ensimmäistä kirjainta ilmaisemaan lukuja kymmenestä viiteentoista (A=10, B=11, C=12, D=13, E=14, F=15). Heksadesimaalijärjestelmän suuri kantaluku mahdollistaa lukujen ilmaisun tiiviisti. Kuten muutkin kantalukujärjestelmät, hajoitus 16-kantaisesta luvusta kymmenjärjestelmän luvuksi toimii vastaavasti; jolloin 2FD tarkoittaa 2*16² + 15*16¹ + 13*16⁰ (=765).

Tavu

Tavu (engl. byte) on tietotekniikassa käytetty mittayksikkö tallennuskapasiteetille, joka on riippumaton tallennetun datan tyypistä. Tavua tai sen kerrannaisia käytetään ilmoittamaan tietokoneen keskusmuistin tai tallennuskapasiteetin määrä. Tavu on pienin tietokoneen muistiosoitteella osoitettava yksikkö.

Tavun koko on kahdeksan bittiä. Kahdeksan bitin tavuun voi tallentaa kokonaisluvun väliltä 0–255 (2⁸). Tavun sisällön merkityksen voi tulkita usealla tavalla, esimerkiksi yhtenä kirjaimena tietyssä merkistössä. Tavun sisältö ilmoitetaan usein heksadesimaalijärjestelmässä. [2]

Näppäimistö

Näppäimistö on tiedon syöttämiseen tarkoitettu laite, joka koostuu sormilla painettavista painikkeista [3]. Yksinkertaisimman näppäimistön taustalla on osin avoin virtapiiri, jonka läpi kulkee virta vain kun näppäimistön painike on painettuna. Virtapiirin sulkeutuminen lähettää tietokoneeseen signaalin, joka tulkitaan Scan-koodina. Scan-koodin avulla voidaan painallus tulkita nimenomaan tietyn painikkeen painallukseksi.

Jokainen painikkeen painallus aiheuttaa signaalin sekä painallukselle että painikkeen päästämiselle. Näin jatkuva painikkeen pohjassa pitäminen on mahdollista tulkita useaksi peräkkäiseksi näppäimen painallukseksi. Painikkeiden Scan-koodi määräytyy sijainnista näppäimistöllä. Erilaisia järjestelmiä on kolme erilaista, joista ensimmäisenä kehitetyn (IBM PC XT:lle) mukaan ylimmän kirjainrivistön kuusi ensimmäistä kirjainta tulkitaan heksadesimaaliluvuiksi, missä Q = 10, W = 11, E = 12, R = 13, T = 14 ja Y = 15. Kokonaiskuva edellä mainitun järjestelmän näppäimistöstä Scan-koodeineen löytyy alta.

01 Esc

02 1

03 2

04 3

05 4

06 5

07 6

08 7

09 8

0A 9

0B 0

0C −

0D =

0E ←

0F ⇥

10 Q

11 W

12 E

13 R

14 T

15 Y

16 U

17 I

18 O

19 P

1A [

1B ]

1C ↲

1D Ctrl

1E A

1F S

20 D

21 F

22 G

23 H

24 J

25 K

26 L

27 ;

28 '

29 `

2A ⇧

2B \

2C Z

2D X

2E C

2F V

30 B

31 N

32 M

33 ,

34 .

35 /

36 ⇧

37 *

38 Alt

39 Space

3A Caps

Tehtäviä

• Pohtikaa kuinka tavu esitetään tietokoneen muistissa?
• Virikkeissä käsiteltiin lukujen esittäminen, mutta kuinka voidaan esittää kirjaimia ja muita merkkejä?
• Miten näppäimistön painikkeiden yhtäaikainen painaminen pystytään tulkitsemaan oikein?
• Onko esitelty Scan-koodausjärjestelmä paras mahdollinen? Millaisia muita ratkaisuja voisi olla ja mitä tämä tarkoittaisi esimerkiksi tietokoneen käsittelyn ja näppäimistön piirin kannalta?
• Miten tietokoneeseen voidaan muulla tavalla syöttää tietoa? Kuinka tällainen tieto voidaan tulkita tietokoneelle ymmärrettäväksi?

Viimeksi muokattu 06-09-2013 12:48
Anastasia Lipiäinen