Tiedon esitystavat: Luvut, merkit ja rakenteinen tieto
Tässä osassa perehdytään tiedon (datan) esitystapoihin tietokoneessa. Ensiksi käsitellään binääri- ja heksadesimaalilukujen esitysmuodot ja niiden välillä tehtävät lukumuunnokset. Sen jälkeen käsitellään missä muodossa tietoa tallennetaan ja käsitellään suorittimella ja muistissa.
Perustietoa tiedon käsittelystä
Tietokoneessa tiedon tallentamisen ja siirtämisen perusalkio on bitti. Bitin arvo on joko 0 tai 1. Tarkalleen ottaen kyse on jännite-erosta. Laitteessa määritellyn suuruinen tietty jänniteväli tulkitaan numeroksi 0 ja toinen tietty jänniteväli numeroksi 1. Esimerkiksi keskusmuisti ja välimuistit koostuvat muistisoluista, joissa kussakin on varastoituneena tietyn suuruinen jännite. Yhden muistisolun sisältämä jännite voidaan sitten siirtää suorittimelle johtoa pitkin. Dataa siirretään esimerkiksi 32-bittistä eli 32 johdinta sisältävää dataväylää pitkin.
Tallentamisen perusyksikkö on joko tavu (8 bittiä) tai sana (laitteesta riippuen esimerkiksi 32 bittiä). Nykytietokoneissa muistiin viitataan (luetaan tai kirjoitetaan) tyypillisesti tavuosoitteiden avulla, jolloin yksittäinen tavu voidaan tallentaa muistiin tai lukea muistista. On myös laitteistoja, joissa on käytössä sanaosoitteet. Tällöin luetaan tai tallennetaan yksi sana kerrallaan. Tietokoneen toimintaa ja käskykantaa emuloivassa yksinkertaistetussa ttk-91 -esimerkkikoneessa on käytössä sanaosoitteet.
Tietokone voi käsitellä monenlaista tietoa. Sama bittijono (useampi perättäinen bitti) voi merkitä eri asioita riippuen siitä, miten sitä käsitellään. Se saattaa ilmaista positiivista kokonaislukua, negatiivista kokonaislukua, liukulukua, näytön pikseleitä, värikoodia tai vaikkapa jotakin kirjainta. Kokonaislukujenkin ilmaisemiseen on useita eri tapoja. Esimerkiksi bittijono 01111111 voi tarkoittaa lukua 127 tai lukua 0.
Tässä osassa esitellään ensin perusteet kymmenkantajärjestelmästä, kaksikantajärjestelmästä eli binäärijärjestelmästä ja 16-kantajärjestelmästä eli heksadesimaalijärjestelmästä.
Sen jälkeen perehdytään tarkemmin siihen, missä muoodossa kokonaisluvut, liukuluvut (reaalilukujen esitysmuoto tietokoneessa), totuusarvot ja merkit sekä merkkijonot ilmaistaan ja millaisessa muodossa niitä käsitellään suorittimella ja muistissa. Lisäksi perehdymme rakenteisen tiedon tallentamiseen erilaisiin taulukkoihin ja tietueisiin. Tässä osassa ei perehdytä siihen, miten lukuja ja merkkejä näytetään ihmisen luettavassa muodossa vaikkapa tietokoneen näytöllä.