コンピュータサイエンスノート入門 - データストレージ

　　この章では主に、いくつかの概念はコンピュータ内部バイナリ形式で格納された各種データを使用する方法に関係がありされ、そのようなコンピュータ記憶されたフォーマットでは、0と1の組み合わせである、バイナリビットパターン（ビットパターン）と呼ばれます、時々ビットストリームと呼ばれます
　　

1. デジタル保存し
   、前の章では、バイナリ小数の変換を使用して、だけでなく、記号と小数点以下の問題の問題を解決された可能性があります。小数点のための異なるアプローチの異なる表現があり、整数ではない小数点などのデジタル処理の最初の小数部分は、また小数で、固定および浮動小数点、に分割されている
   第二はありません小数部
   
   
   1. 店舗整数
      不十分な場合は、ストアの整数を、その小数点ではなく、と仮定すると、保存されました
      
      

      このストアは問題があり、今基本的に64ビットコンピュータであり、問題は少しオーバーフローすることができる、コンピュータが4である場合、それは最大の符号なし整数を格納するために使用され、その後、2の4乗であり、この範囲がオーバーフローするの外に、最大値が破棄される場合、実際の使用することが可能である
      、コンピュータのメモリ、符号なし整数を使用するために、両方の整数を格納する記憶装置を、符号付き整数は、コンピュータ内部の異なる方法で格納されています。

      1. いいえ表記
         符号なし整数を制限することにより、コンピュータに割り当てられたビットの整数の最大値は、例えばコンピュータ64のために、最大値は2のマイナス64番目のパワー、ストレージ符号なし整数、符号なし整数ではありません、中央値よりも小さい場合、最初に彼を超えた場合、それはなり、左にゼロを補うために、2進数に変換
         オーバーフロー。
         

          元の数が11である場合、上記の図は、オーバーフロー後の状態を示し、すなわち1011で、機械は2マイナス15プラス11 9ときの力である最大の符号なし整数を格納するために使用される4台の織機であります20を得たが、オーバーフローが発生するため、最初の直接失われ、得られるべき時間、
          結果は4である
         
         カウント、アドレス（ポインタ）他のデータ型への注文：符号なし整数の応用

      2. シンボルプラス絶対表現
         有効範囲の符号なし整数にこの形式のは、二つの等しいメソッドに分割され、範囲の最初の半分は正の整数、半負の整数の範囲であり、最初の数字は、符号ビットを表し、0を表し負のための1、正
         
         

          それは、2つのゼロ、それぞれ正および負の0 0であることに留意されたい
         
         アプリケーションプラス絶対値記号：実数を格納し、サンプリングされたアナログオーディオ

      3. 2の補数表現の
         ハイライトは、私はこの表記は、コンピューティングの利点を見ることができますバックを計算するのに使用される感じ、2の補数を来ました。
         
         まず、いくつかの抗コードは、補完します。
         アンチコード：ビット単位で反転させます
         

         補完：プラスマイナス
         

          補体の一つの役割は、加算減算となり、例えば、I-モード16は、15-2を計算し、設定されているように、実際に、私は2の補数によって計算することができる、補体16,2 14をダイ、モジュロ演算であります方程式は、我々は、最高の長さを有する符号なし整数上述したように15 + 14は、29であるとなり、長さは、実際にそう、ここで死ぬされ
         、29-16 = 13（バイナリでは最も高い損失です）それはまた、15-2 13の結果である
         ので、我々は問題を解決しなければならないのいずれかの相補体または抗コードがバイナリ加算、減算、乗算、除算を達成するように設計され、計算することです。
         
         それは整数以上である場合、コンピュータ記憶の整数は、0は、直接格納されている場合、整数が負の場合、コード格納相補である場合。

         

          上記の図の各アクセス方法の数の補数バイナリ表現を移行し、絶対値記号が異なる方法を表し、このポスト-1000の数は増加しないが、しかし、なぜそれを行うの減少しますか？簡単に言えば、我々はそれが、これは事業に参加することができ左端の符号ビットは、なぜ実際にはある、0001、1111が-1の補完行い
         、符号ビットであると言うが、シンボルとしてそれを理解していない、またはモジュラー算術として理解、 0000-0111長い補数を取る、補数を取るために、このような0111などに対応する補完、存在しなければならない1001年ですので、最終的な分析のモジュラ算術、私たちは、人々の時間のシンボルを与えるために最初の時間を理解していない（シンボルコンピュータ）が必要とされない、最初のものは、1である必要があり、それは良いデザインではなく、コードの最初の計算の結果は、整数を補完しなければならない1であり、及び減算は、加算器になった後、モジュロ演算を与えるために、最上位ビットが失わある正しい番号、簡単な言葉で、負の減算、加算された後、減算は残りの部分は、人々が実際に符号ビットを課すので、正しい値を超えて失ったが、剰余演算の規則を使用している、となります。ゼロの場合、金型内の最大数の数は取ることができないので、ゼロに理由がない理由はここにあり、それは否定ヤードではありません。
         
         

2. 概要

   

3. ストレージリアル 

   実数は小数と整数部分と数であり、私たちは進歩の損失をもたらすであろう前の固定小数点表現の言葉を使用する場合、例えば、我々は数0.01を格納し、小数点が格納されていないこの後、小数点以下の数値が失われることになります。実数を表現するためのソリューションは、ポイントを浮遊しています。
   この表現は、浮動小数点アップを可能にし、それは実際に科学表記に変換され、
   

    

    私たちは、保存するための唯一の3ヶ所あり、科学的な計算に変換した後、記号：正と負の、インデックス：進数小数点の右側にある：仮数の小数点以下の桁を移動

   1. 符号化システム
      （実際にはこの表現とほぼ補完）時間シンボルに関係なく計算し、陽性であるインデックスの格納を可能にするためには、それが4である場合、我々は、システム全体の桁数をシフトする必要があり、それはバイアスされています第4シフトに2 -1
      

4. IEEE規格
   電気の研究所電子技術は、基本的に、我々は単精度および倍精度ストレージに精通している、標準の浮動小数点ストレージを定義します。
   

    両者の違いは、インデックスの精度が格納されていることであり、オフセット上記単精度は、それが16乗未満である、2の8乗です。
   
   直接上の例。最初の否定判断が、S = 0、正の5.75である、それは、科学的表記法を行う次いで1.0111仮数、指数プラスオフセット2,2- 127 129、バイナリに101.11に変換、及び、M、E = 10000001となるよう0111小数点1の左側に相補数字の背後にあると、0または1のいずれかとしてバイナリ形式で格納されていない
   が、それは誰ものでなければならないので、非ゼロの数に設定小数点の規定に科学的表記法で指定された場合それは1でなければなりません。 
   

    ブック中原語は、暗黙的な意味で、それは暗黙の意味があります。

5. 0メモリー
   0.0を格納するためには、符号ビット、指数、仮数は維持される0

6. トランケーション誤差が
   あっても、このような場合は、ビット数が多いがまだ切断し、依然として最大ストレージ仮数仮数時間が超過する、単精度と倍精度を有します。この状況は打ち切り誤差と呼ばれています
   
   
   
   
   

 

1. テキスト格納
   白記号であることをテキスト、言語の表現象徴的意義を、我々は異なるシンボルを表すために異なるビットパターンを使用し、いわゆるビットパターン、つまり、0と1の順列及び組合せ、例えば、0101「I」として表現されますシンボル、世界ので、多くの国々 、非常に多くの言語のビットパターンのシンボル総数はそれを必要とします
   

    

    右は、ビットパターンを進行するために必要とされる左のシンボル数は、実際の対数関数である
   異なるビットパターンがテキストシンボルのセットを表すように設計され、各セットは、符号化処理を示すコードと呼ばれるシンボルと呼ばれ
   
   

2.  店オーディオ

   テキストと数字はエンティティの数であることができますが、音がしない、私たちは「記録」のサウンドことはできませんが、我々は唯一の音の密度、記憶密度オーディオアスタリスクを記録することができます。
   それはこのように格納されている場合でも、それはメモリの無数までですので、我々は、すべての値を格納することはできません。
   

    

    単位時間あたりの信号時間をかけて、私たちは信号のすべてを収集することはできませんが、我々はそれらのいくつかを記録することができますが、これはサンプリングです。
   
   ここにもそれは我々が近いこととの間に、元のメモリ空間に音を確保し、選択をする音を復元するために、データを収集する必要がどのくらいある、サンプリングレートに関する本は毎秒40,000のサンプリングを与える番号ですか？
   
   定量化：だけでなく、サンプルを定量するために、世界は、サンプリングされたデータに符号なし整数コンビニエンスストアに変換されます。
   
   コード：量子化サンプル値はまた、そのような以前の8ビットのような適切なビット・パターンを選択することで、符号化され、そして今機械64は、それが64ビットとして符号化することができます。これは、各サンプルは、ビットが格納され、サンプルあたりのビット数としても知られています。サンプルビットあたりのサンプルの数を乗じたビットレートです。
   
   標準コーディング：
   　　MP3：サンプルあたり16ビット、第2ビットあたり44100のサンプル

3. 店舗画像

   1. ラスター
      もビットマップとしても知られているラスタ画像、画像は小さなボックスに分割し、各小正方形（色）のデータ密度が記録され、ここで参照して、私はどのようなマルチメディア形式に関係なく、実際にはアナログデータであることを感じますアナログオーディオ、アナログビデオ、アナログデータであれば、サンプリングを伴うであろうように、しかし音が時変のサンプリングされ
      た値、すなわち、画像の値の空間的に可変サンプリングです。
      
      分解能：各ブロック内の画素の数を記録する
      
      色深度は：ピクセルを表すために使用されるビット数、処理するために異なる符号化技術を有する画素の色に依存します

      1. 真の色のピクセルを符号化する24ビット。各RGBの8のように表されます。各原色は、0〜255の間の数で表すことができます。
         

      2. インデックスカラー
         トゥルーカラーは、24 2のべき乗の色の数を示すことができますが、非常に多くの色を必要としない場合には、インデックスを使用します。2つのこのような類似の色があり、私は白がビットカラーインデックスサンプリングレートであることを感じ、その後、インデックスが作成され、カラー256、で真の色数から選択してくださいので、彼らは唯一の8は画像が正常であることを保証することができます必要があります、ピクセルは、率直に言って、高いない場合は高画素は、サンプリング・レート、大きな違いが高すぎる場合は、インデックスの色は、このような状況の実際の使用、一つだけを取ります。
         
         JPGは、真の色を使用し、インデックスのGIFを使用します

   2. ベクターの
      狭い多数の後のラスタいくつかの欠点を持っている方法、単にスケーリング及びクロッピングすることができない、のいずれか大部分または縮小、または画像の歪み（サンプル数を拡張するが、何店舗あまり色が存在しない）、またはある精度のピクチャ損失（ベクトルジオメトリが格納されている色の損失）、画像、グラフィック式の変換のセットとして格納されます。