கணினியில் தரவுகள் எடுத்துக்காட்டப்படும் முறைகள்
3.1 கணினி எப்படிப் "பார்க்கிறது"?
நீங்கள் விசைப்பலகையில் "A" என்ற எழுத்தை அழுத்தும் தருணத்தில் என்ன நடக்கிறது என்று யோசித்திருக்கிறீர்களா? திரையில் "A" தோன்றுகிறது — ஆனால் அதற்குள்ளே கணினி அதை 1000001 என்ற எட்டு இலக்கக் குறியீடாக மட்டுமே அடையாளம் காண்கிறது. நீங்கள் காணும் படங்கள் வண்ணமயமானவை, கேட்கும் இசை உணர்ச்சிமயமானது — ஆனால் கணினியின் உள்நோக்கில் எல்லாமே 0-களும் 1-களும் மட்டுமே.
இது ஏன் என்பதை புரிந்துகொள்ள, கணினியின் அடிப்படை கட்டுமானத்தை நினைவுகூரவேண்டும். கணினியின் ஒவ்வொரு மின்சுற்றும் (circuit) இரண்டு நிலைகளை மட்டுமே அறியும்: மின்னோட்டம் பாய்கிறதா (1) இல்லையா (0). ஒரு பல்பு எரிகிறதா அணைகிறதா என்பதற்கு நடுவிலான நிலை இல்லாதது போல, மின்சுற்றுகளும் "on அல்லது off" மட்டுமே. ஆதலால் இரண்டு நிலைகளை மட்டுமே கொண்ட இரும எண் முறைமை (Binary Number System) கணினிக்கு இயற்கையான மொழியாக அமைகிறது.
"A" என்ற எழுத்தின் 8-bit ASCII குறியீடு (1000001 = 6510)
நீல நிற கலங்கள் = 1 (மின்னோட்டம் ON) · வெற்று கலங்கள் = 0 (OFF)
3.2 எண் முறைமைகள் — ஒரு ஒப்பீடு (Number Systems)
நாம் அன்றாட வாழ்வில் பத்து இலக்கங்களைக் (0–9) கொண்ட பதின்ம முறைமையை (Decimal) பயன்படுத்துகிறோம். ஆனால் கணினி அறிவியலில் நான்கு முறைமைகள் முக்கியத்துவம் வாய்ந்தவை. ஒவ்வொரு முறைமையும் அதன் அடிப்படை (base) எண்ணால் அடையாளப்படுத்தப்படுகிறது — அதாவது, அந்த முறைமையில் எத்தனை தனித்துவமான இலக்கங்கள் உள்ளன என்பது அடிப்படை எண்ணால் குறிக்கப்படுகிறது.
| எண் முறைமை | ஆங்கிலம் | அடிப்படை | இலக்கங்கள் | குறியீடு முறை | பயன்பாடு |
|---|---|---|---|---|---|
| பதின்ம | Decimal | 10 | 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 | 2510 அல்லது (25) | மனித வாழ்வு |
| இரும | Binary | 2 | 0, 1 | 110012 | கணினி உள்ளாக்கம் |
| எண்ம | Octal | 8 | 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 | 318 | Unix கோப்பு அனுமதிகள் |
| பதினறு | Hexadecimal | 16 | 0–9, A, B, C, D, E, F | 1F16 | வண்ண குறியீடு, நினைவக முகவரி |
படம் 3.1 — 2510 நான்கு முறைமைகளில்
3.3 பதின்ம எண் முறைமை (Decimal Number System)
நாம் பிறந்த நாள் முதல் பழகிய பதின்ம முறைமையில் ஒவ்வொரு இலக்கமும் அதன் இட மதிப்பை (positional value) கொண்டது. எந்த இடத்தில் ஒரு இலக்கம் அமர்கிறதோ, அந்த இடத்தின் 10-ன் அடுக்கு மதிப்பால் அது பெருக்கப்படுகிறது. இதனையே இட மதிப்பு கோட்பாடு (Positional Notation) என்கிறோம்.
படம் 3.2 — 302.75-ன் இட மதிப்பு பகுப்பு
3.4 இரும எண் முறைமை (Binary Number System)
இரும முறைமையில் அடிப்படை 2 ஆகும். பதின்ம முறைமையில் இட மதிப்புகள் 100, 101, 102… என்று செல்வது போல, இரும முறைமையில் இட மதிப்புகள் 20, 21, 22… என்று 2-ன் அடுக்குகளில் செல்கின்றன. மிக வலது bit-ஐ LSD (Least Significant Digit) என்றும், மிக இடது bit-ஐ MSD (Most Significant Digit) என்றும் அழைக்கிறோம்.
படம் 3.3 — 8-bit இட மதிப்புகள் (128, 64, 32, 16, 8, 4, 2, 1)
3.5 எண் முறைமை மாற்றீடுகள் (Number System Conversions)
கணினி பரீட்சையில் மாற்றீடு கேள்விகள் அதிக புள்ளிகளை கொண்டிருக்கும். ஒவ்வொரு மாற்றீட்டிற்கும் ஒரு நிலையான செய்முறை (method) உள்ளது — அதை படி படியாக பயிற்சி செய்தால் பரீட்சையில் தவறாமல் செய்யலாம்.
3.5.1 இரும → பதின்ம (Binary → Decimal)
செய்முறை: ஒவ்வொரு bit-ஐயும் அதன் இட மதிப்பான 2-ன் அடுக்கால் பெருக்கி, எல்லாவற்றையும் கூட்டவும்.
✏ முயற்சியுங்கள் — 1101 0110₂ → பதின்ம
1×2⁷ + 1×2⁶ + 0×2⁵ + 1×2⁴ + 0×2³ + 1×2² + 1×2¹ + 0×2⁰
= 128 + 64 + 0 + 16 + 0 + 4 + 2 + 0
= 214₁₀
3.5.2 பதின்ம → இரும (Decimal → Binary)
செய்முறை: 2-ஆல் தொடர்ந்து வகுக்கவும். ஒவ்வொரு வகுப்பிலும் மீதியை குறித்துக்கொண்டு, கீழிருந்து மேல் நோக்கி படிக்கவும் — அதுவே விடை.
| வகுப்பு | ஈவு | மீதி | bit |
|---|---|---|---|
| 25 ÷ 2 | 12 | 1 | LSD (வலது) |
| 12 ÷ 2 | 6 | 0 | |
| 6 ÷ 2 | 3 | 0 | |
| 3 ÷ 2 | 1 | 1 | |
| 1 ÷ 2 | 0 | 1 | MSD (இடது) |
✏ முயற்சியுங்கள் — 75₁₀ → இரும
கீழிருந்து மேல்: 1001011₂
சரிபார்ப்பு: 64+8+2+1 = 75 ✓
3.5.3 பதின்ம → பதினறு (Decimal → Hexadecimal)
செய்முறை: 16-ஆல் தொடர்ந்து வகுக்கவும். மீதி 10–15 வந்தால் அவற்றை A–F ஆக மாற்றி, கீழிருந்து மேல் படிக்கவும்.
| வகுப்பு | ஈவு | மீதி | Hex |
|---|---|---|---|
| 47 ÷ 16 | 2 | 15 | F |
| 2 ÷ 16 | 0 | 2 | 2 |
✏ முயற்சியுங்கள் — 255₁₀ → பதினறு
15 ÷ 16 = 0 மீதி 15 → F
கீழிருந்து மேல்: FF₁₆
சரிபார்ப்பு: 15×16 + 15 = 240+15 = 255 ✓
(குறிப்பு: 255₁₀ = FF₁₆ — வண்ண குறியீட்டில் #FFFFFF = வெள்ளை!)
3.5.4 பதினறு → பதின்ம (Hexadecimal → Decimal)
செய்முறை: ஒவ்வொரு hex இலக்கத்தையும் அதன் இட மதிப்பான 16-ன் அடுக்கால் பெருக்கி கூட்டவும்.
✏ முயற்சியுங்கள் — 3A₁₆ → பதின்ம
A(=10) × 16⁰ = 10
கூட்டுத்தொகை: 48 + 10 = 58₁₀
3.5.5 இரும → பதினறு (Binary → Hexadecimal)
செய்முறை: வலமிருந்து இடமாக 4 bits வீதம் தொகுக்கவும். இடப்பக்கம் போதுமான bits இல்லாவிட்டால் முன்னணியில் 0 சேர்க்கவும். ஒவ்வொரு 4-bit தொகுதியையும் ஒரு hex இலக்கமாக மாற்றவும்.
படம் 3.4 — இரும → பதினறு: 4-bit தொகுதிகள்
✏ முயற்சியுங்கள் — 1111 0000 1010₂ → பதினறு
0000 → 0 → 0
1010 → 8+2 = 10 → A
விடை: F0A₁₆
3.5.6 பதினறு → இரும (Hexadecimal → Binary)
செய்முறை: ஒவ்வொரு hex இலக்கத்தையும் 4-bit இரும எண்ணாக மாற்றவும். தேவைப்பட்டால் முன்னணியில் 0 சேர்க்கவும்.
3.5.7 இரும → எண்ம (Binary → Octal)
செய்முறை: வலமிருந்து இடமாக 3 bits வீதம் தொகுக்கவும். ஒவ்வொரு தொகுதியையும் ஒரு எண்ம இலக்கமாக மாற்றவும்.
இரும → பதினறு: 4 bits தொகுக்கவும் (16 = 2⁴)
அடிப்படையின் 2-அடுக்கே தொகுக்கும் அளவு.
🔢 இயங்கு மாற்றி (Interactive Converter)
கீழே உள்ள மாற்றியில் ஒரு எண்ணை உள்ளிட்டு அனைத்து முறைமைகளிலும் உடனடியாக காணுங்கள்.
3.6 தேக்கக அலகுகள் (Storage Units)
கணினியில் தரவு சேமிக்கும் அளவை குறிக்க ஒரு படிநிலை அமைப்பு (hierarchy) உள்ளது. ஒரு bit என்பது மிகச்சிறிய அலகு — ஒரே ஒரு 0 அல்லது 1. 4 bits = 1 Nibble (நான்காம் பகுதி), 8 bits = 1 Byte. இதற்கு மேல் ஒவ்வொரு அலகும் முந்தையதை விட 1024 மடங்கு (2¹⁰) பெரியது.
படம் 3.5 — bit முதல் TB வரை (அகலம் சேமிப்பை குறிக்கிறது)
| சாதனம் | திறன் | வகை |
|---|---|---|
| பதிவேட்டு நினைவகம் (Register) | 1 – 3 KB | CPU உள்ளே |
| பதுக்கு நினைவகம் (Cache) | 3 MB – 32 MB | முதன்மை |
| RAM | 1 – 64 GB | முதன்மை |
| CD | 650 – 900 MB | நேரடி அல்ல |
| DVD | 4.7 – 9 GB | நேரடி அல்ல |
| Flash நினைவகம் (Pen drive, SSD) | 1 GB – 64 GB | நேரடி அல்ல |
| வன்வட்டு (Hard Disk Drive) | 100 GB – 6 TB | நேரடி அல்ல |
| காந்த நாடா (Magnetic Tape) | 1 TB – 185 TB | காப்பகம் |
✏ முயற்சியுங்கள் — 500 GB Hard Disk-ல் எத்தனை MP3 பாடல்கள் (ஒவ்வொன்றும் 5 MB)?
பாடல்கள் = 512,000 ÷ 5 = 102,400 பாடல்கள்
3.7 குறிமுறை முறைமைகள் (Coding Systems)
கணினி எழுத்துக்களையும் (characters) குறியீடுகளையும் எண்களாக மாற்றி சேமிக்க வேண்டும். இதற்காக பல்வேறு தரநிலை குறிமுறை முறைமைகள் (coding systems) உருவாக்கப்பட்டுள்ளன. ஒவ்வொன்றும் ஒரு குறிப்பிட்ட எண்ணிக்கை bits-ஐ பயன்படுத்துகிறது — bits எண்ணிக்கை அதிகமாக இருந்தால் அதிக எழுத்துக்களை குறியிட முடியும்.
படம் 3.6 — குறிமுறை முறைமைகள் ஒப்பீடு
| குறிமுறை | முழு பெயர் | Bits | அதிகபட்ச குறியீடுகள் | சிறப்பு |
|---|---|---|---|---|
| BCD | Binary Coded Decimal | 4 bits/digit | 0–9 | ஒவ்வொரு பதின்ம இலக்கமும் தனியாக |
| ASCII | American Standard Code for Information Interchange | 7 bits | 128 | ஆங்கில எழுத்து, இலக்கம், சிறப்பு குறி |
| EBCDIC | Extended Binary Coded Decimal Interchange Code | 8 bits | 256 | IBM mainframe பயன்பாடு |
| Unicode | Universal Character Encoding | 16 bits | 65,536 | உலக மொழிகள் அனைத்தும் |
BCD (Binary Coded Decimal) — விளக்கம்
BCD முறையில் ஒவ்வொரு பதின்ம இலக்கமும் தனியாக 4-bit இரும எண்ணாக மாற்றப்படுகிறது. எண் முழுமையாக ஒரே இரும எண்ணாக மாறாது — இதுவே சாதாரண இரும மாற்றத்திலிருந்து BCD-ஐ வேறுபடுத்துகிறது.
ASCII குறிமுறை — விளக்கம்
ASCII (American Standard Code for Information Interchange) 7 bits கொண்டது. இதன்மூலம் 2⁷ = 128 வெவ்வேறு எழுத்துக்களை குறியிட முடியும். ஆங்கில பெரிய எழுத்துக்கள் (A–Z), சிறிய எழுத்துக்கள் (a–z), இலக்கங்கள் (0–9), மற்றும் சிறப்பு குறியீடுகள் (!, @, #…) இதில் அடங்கும்.
| எழுத்து | ASCII (பதின்ம) | இரும (7-bit) | குறிப்பு |
|---|---|---|---|
| A | 65 | 100 0001 | பெரிய எழுத்து தொடக்கம் |
| B | 66 | 100 0010 | |
| Z | 90 | 101 1010 | பெரிய எழுத்து முடிவு |
| a | 97 | 110 0001 | சிறிய எழுத்து தொடக்கம் |
| z | 122 | 111 1010 | சிறிய எழுத்து முடிவு |
| 0 | 48 | 011 0000 | இலக்க குறியீடு தொடக்கம் |
| 9 | 57 | 011 1001 | இலக்க குறியீடு முடிவு |
| Space | 32 | 010 0000 | இடைவெளி |
சிறிய எழுத்து = பெரிய எழுத்து + 32 (எப்போதும்). 'B' = 66 → 'b' = 98; 'C' = 67 → 'c' = 99.
✏ முயற்சியுங்கள் — 'D' என்ற எழுத்தின் ASCII மதிப்பு என்ன? அதன் இரும குறியீடு என்ன?
68₁₀ → இரும: 64+4 = 1000100₂
ASCII: 68₁₀ = 1000100₂
Unicode — ஏன் தேவை?
ASCII-ல் 128 குறியீடுகள் மட்டுமே உள்ளதால் ஆங்கிலம் தவிர மற்ற மொழிகளை குறியிட முடியாது. தமிழ், சிங்களம், அரபி, சீனம் போன்ற மொழிகளுக்கு ஆயிரக்கணக்கான குறியீடுகள் தேவை. இதை தீர்க்க Unicode உருவாக்கப்பட்டது — இது 16 bits பயன்படுத்துகிறது, அதனால் 2¹⁶ = 65,536 குறியீடுகளை கொண்டுள்ளது. தமிழ் Unicode வரம்பு: U+0B80 – U+0BFF. இன்று உலகின் அனைத்து இயக்க முறைமைகளும் (Windows, Linux, Android) Unicode-ஐ ஆதரிக்கின்றன.
📝 பரீட்சை வினாக்கள் (Past paper practice)
உண்மையான பரீட்சை வடிவம் — முதலில் உங்களே எழுதி, பின் மாதிரி விடை பார்க்க.
Data Representation தொடர்பான MCQ பயிற்சி.
-
(a) பின்வரும் இரும எண்ணை (Binary number) தசம எண்ணாக (Decimal) மாற்றவும்:
11001010
(1) 192
(2) 200
(3) 202
(4) 210 (1 புள்ளி)(3) 202
விளக்கம்: 11001010 = 1×2⁷ + 1×2⁶ + 0×2⁵ + 0×2⁴ + 1×2³ + 0×2² + 1×2¹ + 0×2⁰ = 128 + 64 + 0 + 0 + 8 + 0 + 2 + 0 = 202. -
(b) 16 பிட் நினைவகத்தில் (16-bit memory) அதிகபட்சமாக சேமிக்கக்கூடிய மதிப்பு (maximum value) என்ன?
(1) 255
(2) 512
(3) 1023
(4) 65535 (1 புள்ளி)(4) 65535
விளக்கம்: 16 பிட்டில் அதிகபட்ச மதிப்பு = 2¹⁶ − 1 = 65536 − 1 = 65535. (16 பிட் = அனைத்தும் 1 = 1111111111111111 = 65535). -
(c) 17 தசம எண்ணை (17 decimal) Hexadecimal-ஆக மாற்றவும்:
(1) 11
(2) 17
(3) 1A
(4) 11H (1 புள்ளி)(1) 11
விளக்கம்: 17 ÷ 16 = 1 மீதி 1. எனவே 17(₁₀) = 11(₁₆). Hexadecimal-ல் 11 என எழுதப்படும். -
(d) பின்வரும் இரும கூட்டல் (Binary addition) செய்யவும்:
1 1 1 0 1 1
+ 0 1 1 0 1 1
(1) 1 0 1 0 1 1 0
(2) 1 0 1 1 0 1 0
(3) 1 1 0 0 1 1 0
(4) 1 0 1 1 1 1 0 (1 புள்ளி)(2) 1 0 1 1 0 1 0
விளக்கம்: 111011 + 011011 = 1011010. வலமிருந்து இடம்: 1+1=10 (0,carry1), 1+1+1=11 (1,carry1), 0+0+1=1, 1+1=10 (0,carry1), 1+1+1=11 (1,carry1), 1+0+1=10 (0,carry1). இறுதி carry=1. ஆக = 1011010.
Data Representation தொடர்பான MCQ பயிற்சி.
-
(a) 3. பின்வரும் எண்ணில் எத்தனை bits உள்ளன?
10110101
(A) 2
(B) 4
(C) 8
(D) 16 (1 புள்ளி)(C) 8
விளக்கம்: 10110101 என்ற இரும எண்ணில் 8 இலக்கங்கள் (bits) உள்ளன. எனவே இது 8-bit எண்ணாகும். -
(b) 4. (11001)₂ என்ற இரும எண்ணின் தசம மதிப்பு என்ன?
(A) 23
(B) 24
(C) 25
(D) 26 (1 புள்ளி)(C) 25
விளக்கம்: (11001)₂ = 1×2⁴ + 1×2³ + 0×2² + 0×2¹ + 1×2⁰ = 16 + 8 + 0 + 0 + 1 = 25. எனவே தசம மதிப்பு 25 ஆகும்.
Data Representation தொடர்பான MCQ பயிற்சி.
-
(a) 2. கீழே குறிப்பிட்ட எந்த இரு அளவுகளின் கூட்டுத்தொகை 1024 x 1024 x 1024 bytes ஆகும்?
(A) 1024 x 512KB
(B) 1024 x 1024KB
(C) 1024 x 1024 x 512KB
(D) 1024 x 1024 x 1024KB (1 புள்ளி)(B) 1024 x 1024KB
விளக்கம்: 1GB = 1024 MB = 1024 × 1024 KB = 1024 × 1024 × 1024 Bytes. எனவே 1024 × 1024 × 1024 bytes = 1GB = 1024 × 1024 KB. -
(b) 3. 1010 1110₂ இன் hexadecimal மதிப்பு என்ன?
(A) AE₁₆
(B) B8₁₆
(C) A6₁₆
(D) 6E₁₆ (1 புள்ளி)(A) AE₁₆
விளக்கம்: 1010 = A (hex), 1110 = E (hex). எனவே 10101110₂ = AE₁₆. -
(c) 4. ASCII குறியீட்டு முறையில் \'A\' என்ற எழுத்தின் decimal மதிப்பு 65 எனில், \'E\' என்ற எழுத்தின் decimal மதிப்பு என்ன?
(A) 69
(B) 70
(C) 64
(D) 68 (1 புள்ளி)(A) 69
விளக்கம்: ASCII இல் \'A\' = 65, \'B\' = 66, \'C\' = 67, \'D\' = 68, \'E\' = 69. -
(d) 5. 37.5 என்ற decimal எண்ணை binary ஆக மாற்றுக.
(A) 100101.1
(B) 100101.01
(C) 101110.1
(D) 101110.01 (1 புள்ளி)(A) 100101.1
விளக்கம்: 37 = 100101₂, 0.5 = 0.1₂. எனவே 37.5 = 100101.1₂. -
(e) 6. கீழே குறிப்பிட்ட எந்த நெடுவரிசை (column) 520 x 512KB + 1024 x 512KB என்பதற்கு சரியான மதிப்பைக் கொண்டுள்ளது?
(A) 520 x 512KB
(B) 1024 x 512KB
(C) 1024 x 1024KB
(D) 1024 x 1024 x 512KB (1 புள்ளி)(C) 1024 x 1024KB
விளக்கம்: 520×512KB + 1024×512KB என்பது கணக்கிட்டால் 1024×1024KB (1GB) ஆகும்.
Data Representation தொடர்பான MCQ பயிற்சி.
-
(a) 3. பின்வரும் இரும எண்களை கூட்டவும்:
01 + 10 = ?
(A) 10
(B) 11
(C) 100
(D) 111 (1 புள்ளி)(B) 11
விளக்கம்: இரும எண்களில் 01 + 10 = 11 ஆகும். (1+2=3, மற்றும் 3 = 11 இரும முறையில்). -
(b) 5. (10110101)₂ எனும் இரும எண்ணை (binary number) தசம எண்ணாக (decimal) மாற்றவும்.
(A) 171
(B) 172
(C) 181
(D) 182 (1 புள்ளி)(C) 181
விளக்கம்: (10110101)₂ = 128+32+16+4+1 = 181. எனவே விடை (C) 181. -
(c) 6. (253)₁₀ எனும் தசம எண்ணை (decimal number) அஷ்டம எண்ணாக (octal) மாற்றவும்.
(A) (275)₈
(B) (375)₈
(C) (467)₈
(D) (573)₈ (1 புள்ளி)(B) (375)₈
விளக்கம்: 253 ÷ 8 = 31 மீதி 5; 31 ÷ 8 = 3 மீதி 7; 3 ÷ 8 = 0 மீதி 3. எனவே (253)₁₀ = (375)₈. -
(d) 7. (CB)₁₆ எனும் பதினாறு அடி எண்ணை (hexadecimal) இரும எண்ணாக (binary) மாற்றவும்.
(A) 11001011
(B) 11001101
(C) 11010011
(D) 11011001 (1 புள்ளி)(A) 11001011
விளக்கம்: C = 1100, B = 1011, எனவே (CB)₁₆ = 11001011. -
(e) 15. (BC)₁₆ என்ற hexadecimal எண்ணின் decimal மதிப்பு என்ன?
(A) 188
(B) 180
(C) 176
(D) 192 (1 புள்ளி)(A) 188
விளக்கம்: (BC)₁₆ = 11×16 + 12 = 176 + 12 = 188. எனவே விடை 188.
✅ விரைவுச் சோதனை (Quick Check)
முக்கிய புள்ளிகளை உறுதிப்படுத்த — தவறான விடைகள் உங்கள் தவறுப் புத்தகத்தில் சேமிக்கப்படும்.