Меню
Главная
Авторизация/Регистрация
 
Главная arrow Информатика arrow Информатика
Посмотреть оригинал

Знаковые системы

Знаковые системы являются наборами знаков определенного типа, которые могут иметь различную физическую природу. С некоторыми знаковыми системами вы хорошо знакомы и постоянно ими пользуетесь (языки и системы счисления), с другими познакомитесь в этом параграфе.

Каждая знаковая система строится на основе определенного алфавита (набора знаков) и правил выполнения операций над знаками.

Естественные языки. Человек широко использует для представления информации особые знаковые системы, которые называются языками. Естественные языки начали формироваться еще в древнейшие времена в целях обеспечения обмена информацией между людьми. В настоящее время существуют сотни естественных языков (русский, английский, китайский и др.).

В устной речи, которая используется как средство коммуникации при непосредственном общении людей, в качестве знаков языка используются различные звуки (фонемы).

В основе письменной речи лежит алфавит, т.е. набор знаков (букв), которые человек различает по их начертанию. В большинстве современных языков буквы соответствуют определенным звукам устной речи. Так, алфавит русского языка называется кириллицей и содержит 33 знака, английский язык использует латиницу и содержит 26 знаков.

На основе алфавита по правилам грамматики, образуются основные объекты языка — слова. Правила, согласно которым из слов данного языка строятся предложения, называются синтаксисом. Необходимо отметить, что в естественных языках грамматика и синтаксис языка формулируются с помощью большого количества правил, из которых существуют исключения, так как такие правила складывались исторически.

Формальные языки. В процессе развития науки были разработаны формальные языки (системы счисления, алгебра, языки программирования и др.), основное отличие которых от естественных языков состоит в существовании строгих правил грамматики и синтаксиса.

Например, десятичную систему счисления можно рассматривать как формальный язык, имеющий алфавит (цифры) и позволяющий не только именовать и записывать объекты (числа), но и выполнять над ними арифметические операции по строго определенным правилам.

Существуют формальные языки, в которых в качестве знаков используют не буквы и цифры, а другие символы, например химические формулы, музыкальные ноты, изображения элементов электрических или логических схем, дорожные знаки, точки и тире (код азбуки Морзе).

Физическая реализация знаков в естественных и формальных языках может быть различной. Например, текст и числа могут быть напечатаны на бумаге, высвечены на экране монитора компьютера, записаны на магнитном или оптическом диске.

Генетический алфавит. Генетический алфавит является «азбукой», на которой строится единая система хранения и передачи наследственной информации живыми организмами.

Как слова в языках образуются из букв, так и гены состоят из знаков генетического алфавита. В процессе эволюции от простейших организмов до человека количество генов постоянно возрастало, так как было необходимо закодировать все более сложное строение и функциональные возможности живых организмов.

Генетическая информация хранится в клетках живых организмов в специальных молекулах. Эти молекулы состоят из двух длинных скрученных друг с другом в спираль цепей, построенных из четырех различных молекулярных фрагментов. Фрагменты образуют генетический алфавит и обычно обозначаются латинскими заглавными буквами (A, G, С, Т).

Модель молекулы генетического кода

Рис. 2.1. Модель молекулы генетического кода

Двоичная знаковая система. В процессах хранения, обработки и передачи информации в компьютере используется двоичная знаковая система, алфавит которой состоит всего из двух знаков (0, 1). Физически знаки реализуются в форме электрических импульсов (нет импульса — 0, есть импульс — 1), а также состояний ячеек оперативной памяти и участков поверхностей носителей информации (одно состояние — О, другое состояние — 1).

Именно двоичная знаковая система используется в компьютере, так как существующие технические устройства могут со 10%-ной надежностью сохранять и распознавать только два различных состояния (знака).

В 60-е годы XX в. в СССР учеными Московского государственного университета была разработана и запущена в производство ЭВМ «Сетунь» (всего было произведено 50 экземпляров). «Сетунь» использовала троичное кодирование информации и соответственно состояла из устройств, способных находиться в одном из трех возможных состояний.

ЭВМ «Сетунь»

Рис. 2.2. ЭВМ «Сетунь»

Знаковые системы

http://a-allians.ru/page/yazik_kak_sistema_i_struktura/

Контрольные вопросы и задания

  • 1. Приведите примеры знаковых систем. Какова может быть физическая природа знаков?
  • 2. В чем состоит различие между естественными и формальными языками?
  • 3. Обладают ли генетическим кодом растения? Животные? Человек?
  • 4. Почему в компьютерах используется двоичная знаковая система для кодирования информации?

Задания для самостоятельного выполнения

2.1. Задание с развернутым ответом. Заполните нижеприведенную таблицу, введите алфавит и перечислите возможную физическую природу знаков для различных знаковых систем.

Знаковая система

Алфавит

Физическая природа знаков

Русский язык (письменный)

Русский язык (устный)

Английский язык (письменный)

Десятичная система счисления

Генетический алфавит

Двоичный компьютерный код

 
Посмотреть оригинал
< Предыдущая   СОДЕРЖАНИЕ   Следующая >
 

Популярные страницы