Podstawowe jednostki informacji
stosowane w informatyce,

Danymi nazywamy zbiór informacji charakteryzujących pewien obiekt i przedstawionych w określonej fizycznej reprezentacji tzn. odpowiednio zakodowanych.

Szczególne znaczenie ma sposób przedstawienia danych w postaci cyfrowej (dwójkowej, binarnej) tzn. ciągów 0 i 1 ze względu na możliwość ich fizycznej reprezentacji w postaci dwu stanów równowagi trwałej odpowiednich układów elektronicznych i magnetycznych (np.: przerzutników, elementów magnetycznych).

Bit, bajt, jednostki pochodne i słowo maszynowe

Podstawową jednostką informacji jest bit. Bit jest to ilość informacji, jaka odpowiada dwóm rozróżnialnym stanom nośnika elektrycznego lub magnetycznego i przyjmuje wartość 0 lub 1. Schematycznie bit możemy przedstawić jako miejsce, w które wpisane jest 0 lub 1. Bity oznaczamy małą literą b.

Jednostką większą jest bajt. Zawiera on 8 bitów i schematycznie bajt możemy przedstawić jako 8 miejsc, w które wpisane są 0 lub 1 np.:

1 bajt (1B)

Bajty oznaczamy dużą literą B. W komputerze informacja reprezentowana jest w postaci cyfrowej i przechowywana jest w bajtach i właściwie bajt jest jednostką pamięci komputera do której można bezpośrednio odwołać się. Operacje na cyfrowej reprezentacji danych w komputerze wykonywane są na ciągach będących wielokrotnością bajta i jednocześnie potęgą liczby 2 tzw. słowach maszynowych. Przykładowo: w komputerach 16 bitowych słowem maszynowym jest ciąg składający się z dwu bajtów (21 bajtów), a w komputerach 32 bitowych ciąg składający się z czterech bajtów (22 bajtów).

Do określenia wielkości pamięci RAM mikrokomputera, pojemności dyskietek i dysków twardych używamy większych jednostek informacji tj.: kB, MB i GB gdzie:

1 KB = 1024 B (210 B)

1 MB = 1024 kB = 1000576 B (220 B)

1 GB = 1024 MB = 1000576 kB (230 B)

Reprezentacja informacji w komputerach

W komputerach każda informacja przedstawiona jest w postaci dwójkowej. W postaci dwójkowej przedstawione są zarówno dane jak i programy tzn. sposób ich przetwarzania. Naturalnym zaś systemem liczenia dla komputera jest system dwójkowy.

Do przechowywania danych, sposobu ich przetwarzania (programów) oraz ich przetwarzania stosowane są pamięci zrealizowane na układach scalonych, magnetycznych lub optycznych. Nośnikami informacji są zatem układy elektroniczne, magnetyczne lub optyczne.

Zależnie od przeznaczenia pamięci (przetwarzanie informacji, przechowywanie informacji) istnieją różne rodzaje pamięci komputerów. Rodzaj pamięci określa jakie nośniki zostaną użyte do jej realizacji. Szczegółowo powiemy o tym omawiając budowę komputera.

Dla każdego rodzaju pamięci komputerów informacja zorganizowana jest w określony sposób fizyczny i logiczny. Organizacja fizyczna pamięci określa w jaki sposób informacja w niej jest dostępna tzn. w jaki sposób jest zapisywana lub czytana. Organizację fizyczną poszczególnych rodzajów pamięci omówimy szczegółowo omawiając budowę mikrokomputerów oraz sposób przechowywania informacji na dyskach już w określonym systemie operacyjnym. Organizacja logiczna informacji jest wspólna dla wszystkich rodzajów pamięci i podstawowym pojęciem związanym z logiczną organizacją przechowywanej informacji jest plik.

Plik określimy jako logicznie powiązany ze sobą zbiór bajtów identyfikowany za pomocą unikatowej nazwy. Plik ma nazwę i za jej pomocą daje się zidentyfikować. Plikiem można operować jako całością. Wielkości plików mogą wynosić od jednego bajta do kilku MB (także więcej np. plik zawierający krótki film, może mieć wielkość określoną w setkach MB)

Kodowanie informacji w komputerach

Informacje przechowywane w pamięciach mikrokomputerów, możemy podzielić ze względu na ich przeznaczenie na dwie grupy:

  • pliki z danymi,
  • pliki programów w postaci binarnej (rozkazy dla procesora).

Informacje przechowywane w plikach z danymi, możemy podzielić ze względu na rodzaj przechowywanej informacji następująco:

  • teksty zawierające ciągi liter i innych znaków pisarskich,
  • liczby różnego typu i o różnej dokładności przedstawienia,
  • obrazy,
  • dźwięki,
  • dane zapisywane przez programy użytkowe, które kodują informacje wg własnego systemu. Mogą to być teksty, obrazy, dźwięki a nawet filmy,

Każda informacja przechowywana w pamięciach komputerów jest kodowana. Sposób kodowania zależny jest od przeznaczenia pliku, jest różny dla programów i danych oraz różny dla poszczególnych grup danych. W każdym przypadku informacje zapisane w plikach składają się z kolejnych bajtów niezależnie od tego jakiego rodzaju informacja jest w nich przechowywana (czyli że zawsze są to ciągi zer i jedynek).

Interpretację informacji określa w pierwszej kolejności jej przeznaczenie. Jeżeli jest to program to zostanie on wykonany, a jeżeli są to dane to ich interpretacja zależy od rodzaju przechowywanej informacji oraz użytego do jej zapisania programu. Dane zapisywane przez programy użytkowe, które kodują informacje wg własnego systemu mogą zostać poprawnie zinterpretowane tylko przez te programy lub programy pracujące w tym samym standardzie.

Przetwarzanie informacji w komputerach

Sposób przetwarzania danych w komputerze określają programy. Programami są specjalnego typu pliki w tzw. postaci binarnej, zawierające rozkazy dla procesora. Uruchamiany program musi być przepisany z pliku do pamięci operacyjnej  komputera. Wykonanie programu przebiega automatycznie. Polega na: 

  • kolejnym czytaniu z pamięci operacyjnej rozkazów programu dla procesora
  • pobieraniu potrzebnych danych 
  • i ich przetwarzaniu. 

Naraz wykonywana jest tylko jedna operacja. Wykonanie programu kończy się z chwilą wykonania wszystkich operacji programu lub, gdy kolejna operacja dotyczy zakończenia programu.