ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ TMHMA ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Σημειώσεις Μαθήματος: Αρχιτεκτονική ΥπολογιστώνI

Μέγεθος: px
Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ TMHMA ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ. Σημειώσεις Μαθήματος: Αρχιτεκτονική ΥπολογιστώνI"

Transcript

1 ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΑΙΓΑΙΟΥ TMHMA ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΩΝ ΚΑΙ ΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Σημειώσεις Μαθήματος: Αρχιτεκτονική ΥπολογιστώνI 1

2 --ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ-- Κεφάλαιο 1. ΙΣΤΟΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 1.1. Η Πρώτη Γενιά Των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών ( ) 1.2. Η Δεύτερη Γενιά Των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών ( ) 1.3. Η Τρίτη Γενιά Των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών ( ) 1.4. Η Τέταρτη Γενιά των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών (1971 ) Κεφάλαιο 2. ΟΡΓΑΝΩΣΗ & ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ 2.1. Οργάνωση και Αρχιτεκτονική 2.2. Δομή και Λειτουργία Κεφάλαιο 3. ΜΗΧΑΝΗ VON NEUMANN 3.1. Εισαγωγή 3.2. H Δομή του Υπολογιστή IAS 3.3. Η Μνήμη του Υπολογιστή IAS 3.4. Λειτουργία του Υπολογιστή IAS 3.5. Κύκλος Εντολής (Instruction Cycle) Κεφάλαιο 4. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΝΗΜΗΣ 4.1. Εισαγωγή 4.2. Ενδιάμεση μνήμη (cache) 4.3. Μνήμες RAM 4.4. Στατική RAM 4.4. Δυναμική RAM Κεφάλαιο 5. ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ ΑΠΟ ΤΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 5.1. Εισαγωγή 5.2. Διαχείριση Μνήμης 5.3. Αντιμετάθεση (swapping) 5.4. Κατάτμηση (partitioning) 2

3 5.5. Σελιδοποίηση (paging) 5.6. Η εικονική μνήμη (Virtual Memory) Σελιδοποίηση κατ απαίτηση 5.7. Τμηματοποίηση (segmentation) Κεφάλαιο 6. Η ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 6.1. Εισαγωγή 6.2. Αναπαράσταση Κινητής Υποδιαστολής 6.3. Πρότυπο IEEE 754 για τη Δυαδική Αναπαράσταση Κινητής Υποδιαστολής Κεφάλαιο 7. ΟΜΑΔΕΣ ΕΝΤΟΛΩΝ: ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ 7.1. Εισαγωγή 7.2. Στοιχεία Εντολής Μηχανής 7.3. Παράσταση Εντολών Κεφάλαιο 8. ΟΜΑΔΕΣ ΕΝΤΟΛΩΝ: ΤΡΟΠΟΙ ΔΙΕΥΘΥΝΣΙΟΔΟΤΗΣΗΣ 8.1. Εισαγωγή 8.2. Διευθυνσιοδότηση 8.3. Άμεση Διευθυνσιοδότηση 8.4. Απευθείας Διευθυνσιοδότηση 8.5. Έμμεση Διευθυνσιοδότηση 8.6. Διευθυνσιοδότηση Καταχωρητή 8.7. Έμμεση Διευθυνσιοδότηση Καταχωρητή 8.8. Διευθυνσιοδότηση Μετατόπισης 8.9. Διευθυνσιοδότηση Σωρού Κεφάλαιο 9. ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ CPU 9.1. Εισαγωγή 9.2. Κύκλος Εντολής 3

4 1. ΙΣΤΟΡΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΞΕΛΙΞΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 1.1. Η Πρώτη Γενιά Των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών ( ) Οι ανάγκες του πολέμου (στα μέσα του 20ου αιώνα ) για πολύπλοκους υπολογισμούς σε προβλήματα μεταφοράς, διοίκησης και άλλα, κάνουν πιο επιτακτική την ανάγκη κατασκευής μιας ικανής υπολογιστικής μηχανής. Ο πρώτος υπολογιστής, ο Z3 του Γερμανού καθηγητή Kornad Zuse, κατασκευάστηκε το 1941 και λειτουργούσε κάτω από την επίβλεψη ενός εξωτερικού προγράμματος σε διάτρητη χαρτοταινία. Διέθετε μια μνήμη των 64 λέξεων με την χρήση ρολέδων και οι πράξεις γινόταν στο δυαδικό σύστημα με κινητή υποδιαστολή. Η μηχανή αυτή καταστράφηκε στον βομβαρδισμό του Βερολίνου το Την ίδια χρονιά από την άλλη πλευρά του Ατλαντικού, στο Harvard, γεννιόταν ο Mark I. Ο Mark I ήταν προϊόν συνεργασίας του φυσικού Howard Aiken και της IBM. Ο υπολογιστής αυτός αν και ήταν μια τερατώδης μηχανή, που έκανε φοβερό θόρυβο και χαλούσε πολύ συχνά, λειτούργησε μέχρι το 1959, ενώ σήμερα εκτίθεται στο πανεπιστήμιο του Harvard. Mark I. Το πρώτο πρότυπο μηχανήματος που μπορεί να χαρακτηριστεί ως πραγματικός ηλεκτρονικός υπολογιστής ήταν ο γενικής χρήσης υπολογιστής ABC που δημιουργήθηκε από την ανάγκη λύσης μεγάλων συστημάτων εξισώσεων. Ο υπολογιστής αυτός χρησιμοποιούσε ηλεκτρονικές λυχνίες κενού ως βασικό στειχείο 4

5 και δυαδικό σύστημα. Ήταν επινόηση των John Vincent Atanasoff και Clifford Berry. Το επόμενο βήμα ήταν ο ENIAC (Electronic Numerical Intergrator And Calculator). Η μηχανή αποτελούνταν από τρίοδους λυχνίες, κατανάλωνε ενέργεια της τάξης των 200KW, καταλάμβανε ένα χώρο 270 τ.μ. και ζύγιζε 30 τόνους. Ήταν φορές πιο γρήγορος από τον Mark I επιτυγχάνοντας 300 πολλαπλασιασμούς ανά δευτερόλεπτο. Ο ENIAC είχε ένα σοβαρό μειονέκτημα, κάθε φορά που επρόκειτο να εκτελεστεί ένα διαφορετικό πρόγραμμα, έπρεπε ένα μεγάλο μέρος του να "ξηλωθεί" και να επανασυνδεθεί κατάλληλα, μια και οι εντολές του δεν φυλάσσονταν εσωτερικά, αλλά επιτυγχάνονταν με μεταβολές σε εξωτερικές καλωδιώσεις. ENIAC. Η εξέλιξη των μηχανών αυτών δεν ήταν σε καλό δρόμο και χρειαζότανε αναθεώρηση των βάσεων σχεδίασης για να γίνουν πιο ευέλικτες και γρήγορες. Αυτό το έκανε ο John Von Neuman, ο οποίος έθεσε τις βάσεις ενός νέου ηλεκτρονικού υπολογιστή, του EDVAC, που ήταν οι εξής: Θα χρησιμοποιηθεί μόνο η δυαδική αριθμητική. Στην μνήμη θα αποθηκεύονται τα δεδομένα αλλα και το πρόγραμμα που θα εκτελεστεί. EDVAC. 5

6 Μετά τις δημοσιεύσεις του Neuman, πολλές ομάδες ερευνητών ξεκίνησαν έναν αγώνα δρόμου για την την κατασκευή υπολογιστών βασισμένων στις παραπάνω αρχές. Αποτέλεσμα αυτών των προσπαθειών ήταν να κατασκευαστούν μερικά συμαντικά υπολογιστικά συστήματα όπως οι EDVAC, EDSAC, UNIVAC-1, 701 IBM, 102D, D-100, GE-210, GAMMA 3. Ο πιο συμαντικός από τους υπολογιστές αυτούς ήταν ο UNIVAC-1 (UNIVersal Automatic Computer) ο οποίος μπορεί να χαρακτηριστεί σαν υπολογιστής σταθμός. Αυτό γιατί με την παραγωγή του στις αρχές της δεκαετίας του 50, σηματοδοτεί την εισαγωγή των υπολογιστών στην αγορά και κατ' επέκταση την εκκίνηση της ξέφρενης κούρσας που οδήγησε στην μεγάλη σημερινή ανάπτυξη των υπολογιστών. Επίσης, την περίοδο αυτή κατασκευάστηκε το πρώτο τρανζίστορ (1947), που αποτέλεσε τη βάση για τους υπολογιστές της δεύτερης γενιάς. Το πρώτο transistor (1947) Η Δεύτερη Γενιά Των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών ( ) Η δεύτερη γενιά των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών χαρακτηρίζεται από την αντικατάσταση των τριόδων λυχνιών από τα τρανζίστορ. Η εισαγωγή του τρανζίστορ προσφέρει μια σημαντική μείωση του όγκου των μηχανών με ταυτόχρονη ελάττωση της απαιτούμενης ηλεκτρικής ενέργειας και αύξηση της ταχύτητας των υπολογισμών. Οι πρώτες μηχανές της εποχής αυτής ήταν η σείρα 1401 της IBM και η μηχανή GAMMA 60 της Bull. Ένα άλλο πολύ σημαντικό στοιχείο της 2ης γενιάς είναι η εμφάνιση των πρώτων γλωσσών υψηλού επιπέδου, για την συγγραφή προγραμμάτων εφαρμογών, εξέλιξη καθοριστικής σημασίας για τη γρήγορη διάδοση των Η/Υ. Το 1957 παρουσιάζεται από τον John Backus ο πρώτος μεταγλωττιστής της Fortran, ενώ λίγο αργότερα η γλώσσα Cobol. Πρέπει να σημειωθεί, ότι παράλληλα με την ανάπτυξη των 6

7 συστημάτων 2ης γενιάς εμφανίστηκε και μια νέα βιομηχανία που βασίστηκε στην ιδέα της ολοκλήρωσης τρανζίστορς και άλλων στοιχείων, σε κυκλώματα που θα μπορούσαν να τοποθετηθούν πάνω σε ένα μικτό τεμάχιο πυριρίου ή chip όπως και επικράτησε τελικά. Έτσι αν και κατά τη χρονική περίοδο της 2ης γενιάς σημειώθηκαν εμπορικές αποτυχίες, στην πραγματικότητα τέθηκαν οι τεχνικές βάσεις που επέτρεψαν την μετέπειτα, χωρίς προηγούμενο ανάπτυξη των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Επίσης, λόγω της εισαγωγής του τρανζίστορ, οι δυνατότητες των υπολογιστών της γενιάς αυτής έφτασαν σε ταχύτητα τις εντολές /δευτερόλεπτο και χωρητικότητα κεντρικής μνήμης χαρακτήρες, που όμως αποτελούνταν από μαγνητικούς δακτυλίους Η Τρίτη Γενιά Των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών ( ) Η τρίτη γενιά των ηλεκτρονικών υπολογιστών χαρακτηρίζεται από τη μερική αντικατάσταση του τρανζίστορ και των άλλων ηλεκτρονικών στοιχείων από τα ολοκληρωμένα κυκλώματα. Τα ολοκληρωμένα κυκλώματα συγκεντρώνουν μέσα σε μια μικρή επιφάνεια της τάξεως του 1 cm 2 πάρα πολλά ηλεκτρονικά στοιχεία (τρανζίστορς, διόδους κ.λ.π). Η είσοδος των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων έδωσε νέες δυνατότητες στους κατασκευαστές, τέτοιες ώστε να χαρακτηριστεί σαν η επανάσταση στην τεχνολογία των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Η αρχή έγινε στις 7 Μαρτίου 1964 όταν η IBM παρουσίασε την σειρά 360 ("υπολογιστής όλων των διευθύνσεων"). Η παρουσίαση αυτή είχε δύο άμεσα αποτελέσματα: Το ξεκίνημα μιας κούρσας μεταξύ των ανταγωνιστών για κάτι ανάλογο. Τη συνειδητοποίηση του πραγματικού προβλήματος των υπολογιστών, του λογισμικού. 7

8 IBM 360. Ο IBM 360 ήταν ο πρώτος υπολογιστής, ο οποίος διέθετε "λειτουργικό σύστημα", ένα πρόγραμμα επόπτη, που ήταν επιφορτισμένο με το συγχρονισμό των διαφόρων οργάνων και την εκτέλεση των προγραμμάτων των χρηστών. Ένα άλλο χαρακτηριστικό του IBM 360 ήταν η εισαγωγή και χρήση των μαγνητικών δίσκων, γεγονός που χαρακτηρίζει επίσης την τρίτη γενιά των υπολογιστών. Την εποχή αυτή η CDC κατασκεύασε το μοντέλο 3600 και λίγο αργότερα το 6600 που ήταν ο ισχυρότερος υπολογιστής την περίοδο 60-75, ικανός να εκτελεί πολλά εκατομύρια πράξεις το δευτερόλεπτο και χρησιμοποιήθηκε κυρίως σε στρατιωτικές υπηρεσίες και την μετεωρολογία. Την περίοδο της τρίτης γενιάς εμφανίστηκαν και οι μίνι υπολογιστές σαν απάντηση στην ανάγκη για μικρότερους και φθηνότερους υπολογιστές, που ζητούσαν οι μικρότερες επιχειρήσεις. Την εποχή αυτή όμως παρουσιάζεται μεγάλη ανάπτυξη και στο λογισμικό (software). Αναπτύσονται και βελτιώνονται οι γλώσσες υψηλού επιπέδου (Cobol, Algol, Fortran κλπ) και ενσωματώνονται στα νέα λειτουργικά συστήματα. Επίσης αυτή την εποχή κάνει και την εμφανισή σε πρακτική εφαρμογή η ιδέα του καταμερισμού του χρόνου (timesharing), που είχε αρχικά αναπτυχθεί στο MIT. Με την βοήθεια αυτής της τεχνικής δίδεται στον κάθε χρήστη η ψευδαίσθηση ότι ο υπολογιστής ασχολείται συνέχεια μαζί του ενώ στην πραγματικότητα του δίδεται μόνο ένα μικρό κλάσμα του συνολικού χρόνου, που όμως είναι αρκετό για τις δυνατότητες του υπολογιστή. Συμπερασματικά, οι μηχανές της τρίτης αυτής γενιάς έφτασαν τα πέντε εκατομύρια εντολές το δευτερόλεπτο με κύριες μνήμες ημιαγωγών της τάξης των δύο εκατομυρίων χαρακτήρων, ενώ έγινε αντιληπτή και η ανάγκη σοβαρής αντιμετώπισης της δημιουργίας προγραμμάτων, με αποτέλεσμα τη δημιουργία των πρώτων οίκων λογισμικού 8

9 1.4. Η Τέταρτη Γενιά των Ηλεκτρονικών Υπολογιστών (1971 ) Η γενιά αυτή χαρακτηρίζεται απο πολλές και σημαντικές εξελίξεις. Κατ' αρχήν από την κατασκευή ολοκληρωμένων κυκλωμάτων LSI (Large Scale Integration) και VLSI (Very Large Scale Integration), κυκλωμάτων δηλαδή που ενσωματώνουν χιλιάδες ηλεκτρονικά στοιχεία σε επιφάνειες της τάξης του 1cm2. Οι τεχνολογίες αυτές έχουν οδηγήσει σε μια άνευ προηγουμένου μείωση του όγκου και του κόστους και αύξηση της χωρητικότητας της μνήμης και της ταχύτητας των ηλεκτρονικών υπολογιστών. Ένα άλλο χαρακτηριστικό αυτής της εποχής είναι η εισαγωγή της λεγόμενης παράλληλης επεξεργασίας που στην κυριολεξία "εκτοξεύει" την υπολογιστική ισχύ στα δισεκατομύρια πράξεις το δευτερόλεπτο. Αν και παλαιότερα η παράλληλη επεξεργασία αποτελούσε μονοπώλειο των υπερυπολογιστών, στις μέρες μας όλα σχεδόν τα μικρά συστήματα κάνουν χρήση παράλληλης επεξεργασία, ανεβάζοντας κατακόρυφα την υπολογιστική τους ισχύ. Στις αρχές της περιόδου αυτής αναπτύσεται στο κέντρο ερευνών της Xerox η ιδέα των γραφικών περιβαλλόντων χρήστη (GUIs-Graphical User Interface). Σύμφωνα με αυτά, η επικοινωνία ανθρώπου μηχανής γίνεται ιδιαίτερα φιλική, μια και οι εντολές προς τον υπολογιστή δίδονται μέσω χειρισμού εικονιδίων, παραθύρων κλπ. Περιβάλλοντα, που ως γνωστόν, σήμερα χρησιμοποιούνται κατά κόρον. Το πιο βασικό όμως χαρακτηριστικό της τέταρτης γενιάς είναι η τεράστια ανάπτυξη των μικροϋπολογιστών και ιδιαίτερα των προσωπικών υπολογιστών (PCs - Personal Computers). Ας δούμε όμως πιο αναλυτικά την ιστορία των προσωπικών υπολογιστών. Όπως έχει ήδη αναφερθεί, στην χρονική περίοδο της δεύτερης γενιάς των ηλεκτρονικών υπολογιστών άρχισε να υλοποιείται η ιδέα της ολοκλήρωσης τρανζίστορ και άλλων ηλεκτρονικών στοιχείων σε κυκλώματα που θα μπορούσαν να χωρέσουν σε ένα μικρό τεμάχιο πυριτίου (chip). Η ιδέα αυτή αποδείχτηκε ιδιαίτερα επιτυχημένη, με αποτέλεσμα από το 1965 και μετά να παρατηρείται κάθε χρόνο διπλασιασμός των ηλεκτρονικών στοιχείων που μπορούσαν να χωρέσουν σε ένα chip (νόμος του Moore). Η πρόοδος αυτή γρήγορα οδήγησε στο εξάρτημα που μπορούμε να πούμε ότι άλλαξε πολλά πράγματα στον κόσμο: το μικροεπεξεργαστή (microprocessor), την καρδιά δηλαδή του υπολογιστή σε ένα ολοκληρωμένο κύκλωμα. Ένας πλήρης υπολογιστής μπορεί να κατασκευαστεί από ένα 9

10 μικροεπεξεργαστή, μια μνήμη και μερικά άλλα κυκλώματα υποστήριξης. Η ιστορία του μικροεπεξεργαστή φτάνει πίσω γύρω στο 1969, όταν οι μηχανικοί Victor Poor και Harry Pyle της εταιρίας Datapoint ανέπτυξαν ένα πρώτο μοντέλο. Η ανάπτυξη του μοντέλου αυτού, επινοήθηκε σαν εναλλακτική λύση στην κατασκευή υπολογιστών ειδικής χρήσης. Επειδή η Datapoint δεν κατασκεύαζε ηλεκτρονικά στοιχεία οι δύο μηχανικοί μετέφεραν το μοντέλο τους στην IBM. Έτσι γεννήθηκε ο πρώτος μικροεπεξεργαστής, ο ιστορικός 4004 της Intel. Intel Ο 4004 ήταν πολύ περιορισμένων δυνατοτήτων, αλλά ακολούθησε ο ισχυρότερος 8008 το 1971 και ο 8080 το 1974 που από πολλούς θεωρείται σαν ο "προπομπός" των προσωπικών υπολογιστών. Οι πρώτοι υπολογιστές βασισμένοι σε μικροεπεξεργαστές, που καταγράφηκαν στην ιστορία, είναι ο Sceibi-8H και ο Altair Οι υπολογιστές αυτοί μαζί με την ταυτόχρονη ανάπτυξη εκ μέρους των Bill Gates και Paul Allen ενός διερμηνευτή της γλώσσας Basic για τους μικροεπεξεργαστές της Intel, θεωρείται από πολλούς σαν " η ανάφλεξη της έκρηξης των προσωπικών υπολογιστών". Στην εποχή αυτή κάνουν τα πρώτα τους βήματα και τα λεγόμενα "πακέτα" εφαρμογών για τους προσωπικούς υπολογιστές. Ένα από τα πρώτα ιστορικά προϊόντα είναι το (1978) το οποίο ήταν ένα πακέτο λογιστικού φύλλου και συνόδευε τον προσωπικό υπολογιστή Apple II. Με την άφιξη της δεκαετίας του 80, εμφανίστηκαν στην αγορά πολλά επιπλέον αξιόλογα μηχανήματα, η επιτυχία τωνν οποίων ανάγκασε την IBM να εισβάλει στον χώρο παραγωγής προσωπικών υπολογιστών. Η είσοδος της IBM καθιέρωσε κάποια 10

11 πρότυπα στο χώρο, γεγονός που οδήγησε στην τεράστια ανάπτυξη και εξέλιξη των προσωπικών υπολογιστών. Το 1984 γίνεται η είσοδος στην αγορά του Apple Macintosh, ο οποίος εισήγαγε, στο χαμηλού κόστους χώρο των προσωπικών υπολογιστών, τον πολύ φιλικό τρόπο επικοινωνίας ανθρώπου μηχανής με την χρήση εικονιδίων και παραθύρων διαλόγου. 11

12 2. ΟΡΓΑΝΩΣΗ & ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ 2.1. Οργάνωση και Αρχιτεκτονική Η αρχιτεκτονική υπολογιστών αναφέρεται σε εκείνα τα χαρακτηριστικά εκείνα τα οποία έχουν άμεσο αντίκτυπο στη λογική εκτέλεση ενός προγράμματος. Η οργάνωση υπολογιστών αναφέρεται στις λειτουργικές υπομονάδες και τις διασυνδέσεις τους, οι οποίες υλοποιούν τις αρχιτεκτονικές προδιαγραφές 2.2 Δομή και Λειτουργία Η ιεραρχική φύση των σύνθετων συστημάτων είναι ουσιαστική, τόσο για το σχεδιασμό τους όσο και για την περιγραφή τους. Ο σχεδιαστής μπορεί να ασχολείται με ένα συφκεκριμένο επίπεδο του συστήματος κάθε φορά. Σε κάθε επίπεδο, το σύστημα αποτελείται από ένα σύνολο εξαρτημάτων και τις διασυνδέσεις τους. Η συμπεριφορά σε κάθε επίπεδο εξαρτάται μόνο από ένα απλοποιημένο, αφηρημένο χαρακτηρισμό του συστήματος στο επόμενο κατώτερο επίπεδο. Σε κάθε επίπεδο, ο σχεδιαστής απασχολείται με τη δομή και τη λειτουργία: Δομή: Ο τρόπος με τον οποίο διασυνδέονται οι υπομονάδες Λειτουργία: Η λειτουργία κάθε μεμονωμένης υπομονάδες ως μέρος της δομής Βασικές Λειτουργίες Επεξεργασία δεδομένων Αποθήκευση δεδομένων Μετακίνηση δεδομένων Έλεγχος Ο υπολογιστής πρέπει να είναι σε θέση να επεξεργαστεί δεδομένα. Τα δεδομένα μπορεί να πάρουν μια ευρεία ποικιλία μορφών, και ανάλογα μεγάλη είναι και η ποικιλία των απαιτήσεων της επεξεργασίας. 12

13 Επίσης, ο υπολογιστής πρέπει να είναι σε θέση να αποθηκεύσει δεδομένα. Ακόμη και αν ο υπολογιστής επεξεργάζεται δεδομένα σε πραγματικό χρόνο, πρέπει να αποθηκεύσει προσωρινά τουλάχιστον εκείνα τα δεδομένα τα οποία εκείνη τη στιγμή υφίστανται επεξεργασία. Έτσι, απαιτέιται μια λειτουργία βραχυπρόθεσμης αποθήκευσης δεδομένων. Εξίσου σημαντικό είναι ο υπολογιστής να εκτελεί μια λειτουργία μακροπρόθεσμης αποθήκευσης δεδομένων. Τα αρχεία δεδομένων αποθηκεύονται στον υπολογιστή για μεταγενέστερη ανάκτηση και ενημέρωση. Ο υπολογιστής πρέπει ακόμη να είναι σε θέση να μετακινεί δεδομένα μταξύ του ιδίου και του εξωτερικού περιβάλλοντος. Το λειτουργικό περιβάλλον του υπολογιστή αποτελείται από συσκευές οι οποίες χρησιμεύουν είτε ως πηγές είτε ως προορισμοί δεδομένων. Όταν τα δεδομένα λαμβάνονται ή αποστέλονται σε μια συσκευή η οποία είναι απευθείας συνδεδεμένη με τον υπολογιστή, η διαδικασία είναι γνωστή με την ονομασία είσοδος/έξοδος (Input/Output, I/O), και η συσκευή αναφέρεται ως ένα περιφεριακό. Όταν μετακινούνται δεδομένα σε μεγαλύτερες αποστάσεις, από ή προς μια απομακρυσμένη συσκευή, η διαδικασία αναφέρεται ως επικοινωνία δεδομένων. Τέλος, πρέπει να υπάρχει έλεγχος των λειτουργιών αυτών. Στο ανώτατο επίπεδο, ο έλεγχος αυτός εκτελείται από το άτομο ή τα άτομα που τροφοδοτούν με εντολές τον υπολογιστών. Εντός του υπολογιστή, μια μονάδα ελέγχου διαχειρίζεται τους πόρους του υπολογιστή και ενορχηστρώνει την λειτουργία των λειτουργικών του τμημάτων σε απόκριση αυτών των εντολών. Δομή Κεντρική μονάδα επεξεργασίας (Central Processing Unit, CPU): Ελέγχει τη λειτουργία του υπολογιστή και εκτελεί τις λειτουργίες επεξεργασίας δεδομένων. Συχνά αναφέρεται απλά ως επεξεργαστής. Κύρια μνήμη (Main Memory): Αποθηκεύει δεδομένα Είσοδος / Έξοδος (Ι/Ο): Μετακινεί δεδομένα μεταξύ του υπολογιστή και του εξωτερικού του περιβάλλοντος. Διασύνδεση του συστήματος: Μηχανισμός ο οποίος παρέχει επικοινωνία μεταξύ της CPU, της κύριας μνήμης και της εισόδου/εξόδου. 13

14 Το πιο περίπλοκο εξάρτημα του υπολογιστή είναι η CPU. Τα κύρια δομικά συστατικά της είναι τα εξής: Μονάδα ελέγχου: Ελέγχει τη λειτουργία της CPU και άρα του υπολογιστή. Αριθμητική και Λογική Μονάδα (Arithmetic and Logic Unit, ALU): Εκτελεί τις λειτουργίες επεξεργασίας δεδομένων του υπολογιστή. Καταχωρητές: Παρέχουν αποθήκευση πληροφορίας εσωτερικά στην CPU. Διασυνδέσεις της CPU: Μηχανισμός ο οποίος παρέχει επικοινωνία μεταξύ της μονάδας ελέγχου, της ALU και των καταχωρητών. Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU) Μονάδα Ελέγχου 14

15 3. ΜΗΧΑΝΗ VON NEUMANN 3.1. Εισαγωγή Στα 1946, ο Von Neumann και οι συνεγάτες του άρχισαν το σχεδιασμό ενός υπολογιστή με αποθηκευμένο πρόγραμμα, που αναφερόταν με την ονομασία IAS, στο Princeton Institute for Advanced Studies. Ο υπολογιστή IAS, παρόλο που δεν ολοκληρώθηκε πριν το 1952, είναι το πρωτότυπο όλων των επόμενων υπολογιστών γενικής χρήσης H Δομή του Υπολογιστή IAS Στο παρακάτω σχήμα φαίνεται η γενική δομή του υπολογιστή IAS. Αποτελείται από τα ακόλουθα: Μια κύρια μνήμη, η οποία αποθηκεύει τόσο δεδομένα, όσο και εντολές. Μια αριθμητική και λογική μονάδα (ALU), ικανή να χειρίζεται δυαδικά δεδομένα. Μια μονάδα ελέγχου, η οποία ερμηνεύει τις εντολές που βρίσκονται στη μνήμη και τις εκτελεί. Εξοπλισμό εισόδου/εξόδου (I/O), ο οποίος λειτουργεί μέσω τη μονάδας ελέγχου. Η δομή του υπολογιστή IAS 15

16 Με σπάνιες εξαιρέσεις, όλοι οι σημερινοί υπολογιστές έχουν την ίδια αυτή γενική δομή και λειτουργία, ώστε αναφέρονται ως μηχανές Von Neumann Η Μνήμη του Υπολογιστή IAS Η μνήμη του υπολογιστή IAS αποτελείται από 1000 θέσεις αποθήκευσης που ονομάζονται λεξεις, η κάθε μια με 40 δυαδικά ψηφία (binary digits ή bits). Στις θέσεις αυτές αποθηκεύονται τόσο τα δεδομένα, όσο και οι εντολές. Έτσι οι αριθμοί πρέπει να αναπαρίστανται σε δυαδική μοφή, και κάθε εντολή πρέπει να είναι ένας δυαδικός κωδικός. Κάθε αριθμός αναπαρίσταται από ένα bit προσήμου και από μια τιμή 39bit. Μια λέξη επίσης μπορεί επίσης να περιέχει δύο εντολές μήκους 20bit, με την κάθε εντολή να αποτελείται από ένα κώδικα πράξης (opcode) μήκους 8 bit, ο οποίος καθορίζει την πράξη που πρόκειται να εκτελεστεί, όπως και μια διεύθυνση με μήκος 12 bit, οποία καθορίζει μια από τις λέξεις στη μνήμη (οι οποίες απαριθμούνται από 0-999) Λειτουργία του Υπολογιστή IAS Η μονάδα ελέγχου ελέγχει τη λειτυοργία του υπολογιστή IAS προσκομίζοντας εντολές από τη μνήμη και εκτελώντας τις μια-μια. Το δομικό διάγραμμα φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Σ αυτό το σχήμα φαίνεται ότι η μονάδα ελέγχου και η ALU περιέχουν θέσεις αποθήκευσης πληροφορίας, οι οποίοι ονομάζονται καταχωρητές (registers). 16

17 Η δομή του υπολογιστή IAS σε αναλυτικότερη μορφή. Οι καταχωρητές του υπολογιστή IAS ορίζονται ως εξής: Ενδιάμεσος καταχωρητής μνήμης (Memory Buffer Register, MBR): Περιέχει μια λέξη που πρόκειται να αποθηκευτεί στη μνήμη, ή χρησιμοποιείται για να δεχθεί μια λέξη από τη μνήμη. Καταχωρητής διεύθυνσης μνήμης (Memory Address Register, MAR): Καθορίζει τη διεύθυνση στη μνήμη για τη λέξη η οποία πρόκειται να γραφεί ή να αναγνωρισθεί από τον MBR. Καταχωρητής εντολών (Intstruction Register, IR): Περιέχει τον οκτάμπιτο κώδικα εντολής που εκτελείται εκείνη τη στιγμή. Προσωρινός καταχωρητής εντολής (Instruction Buffer Register, IBR): Χρησιμοποιείται για την προσωρινή αποθήκευση της «δεξιάς» εντολής από μια λέξη στη μνήμη. 17

18 Απαριθμητή προγράμματος (Program Counter, PC): Περιέχει τη διεύθυνση του επόμενου ζεύγους εντολών που πρόκειται να προσκομιστεί από τη μνήμη. Συσσωρευτής (Accumulator, AC) και Δείκτης Πολλαπλασιαστή (Multiplier Quotient, MQ): Χρησιμοποιούνται για την προσωρινή αποθήκευση τελεστών και αποτελεσμάτων των πράξεων της ALU. Για παράδειγμα, το αποτέλεσμα του πολλαπλασιασμού δύο αριθμών 40 bit είναι ένας αριθμός μήκους 80 bit. Τα σημαντικότερα 40 bit αποθηκεύονται στον καταχωρητή AC και τα λιγότερο σημαντικά στον καταχωρητή MQ Κύκλος Εντολής (Instruction Cycle) Ο υπολογιστής IAS λειτουργεί εκτελώντας επαναληπτικά ένα κύκλο εντολής (instruction cycle). Κάθε κύκλος εντολής αποτελείται από δύο υποκύκλους. Τον κύκλο προσκόμισης (ή κύκλο προσαγωγής, fetch cycle) και τον κύκλο εκτέλεσης. Κατά τη διάρκεια του κύκλου προσκόμισης (fetch cycle), o κώδικας εντολής της επόμενης εντολής αποθηκεύεται στον καταχωρητή IR και το μέρος που δείχνει τη διεύθυνση αποθηκεύεται στον καταχωρητή MAR. Αυτή η εντολή μπορεί να ληφθεί από τον IBR, ή μπορεί να ανακτηθεί από τη μνήμη μέσω αποθήκευσης μιας λέξης στον MBR, και κατόπιν στους IBR, IR και MAR. Αφού ο κωδικός εντολής αποθηκευτεί στον καταχωρητή IR, αρχίζει ο κύκλος εκτέλεσης. Τα κυκλώματα ελέγχου ερμηνεύουν τον κωδικό εντολής και εκτελούν την εντολή στέλνοντας τα κατάλληλα σήματα ελέγχου ώστε να προκαλέσουν τη μετακίνηση δεδομένων ή την εκτέλεση μιας πράξης από την ALU. Οι εντολές του υπολογιστή IAS μπορούν να ομαδοποιηθούν ως εξής: Μεταφορά δεδομένων: Μετακίνηση δεδομένων μεταξύ της μνήμης και των καταχωρητών της ALU, ή μεταξύ δύο καταχωρητών της ALU. Διακλάδωση άνευ συνθήκης: Κανονικά, η μονάδα ελέγχου εκτελεί εντολές διαδοχικά, από τη μνήμη. Αυτή η αλληλουχία εκτέλεσης μπορεί να 18

19 μεταβλήθεί μέσω μιας εντολής διακλάδωσης. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα τη διευκόλυνση των επαναλαμβανόμενων πράξεων. Διακλάδωση με συνθήκη: Η διακλάδωση μπορεί να γίνει εξαρτώμενη από μια συνθήκη, ώστε να επιτρέπεται η ύπαρξη σημείων λήψης αποφάσεων. Αριθμητική: Οι πράξεις που εκτελεί η ALU. Τροποποίηση διεύθυνσης: Επιτρέπει τον υπολογισμό διευθύνσεων στην ALU και κατόπιν την εισαγωγή τους σε εντολές που βρίσκονται αποθηκευμένες στη μνήμη. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα σημαντική ευελιξία στη διευθυνσιοδότηση που μπορεί να γίνει μέσω πρόγράμματος. 19

20 4. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΜΝΗΜΗΣ 4.1. Εισαγωγή Η μνήμη των υπολογιστών παρουσιάζει ίσως τη μεγαλύτερη ποικιλία σε τύπους, τεχνολογία, οργάνωση, απόδοση και κόστος από οποιδήποτε άλλο τμήμα ενός συστήματος υπολογιστή. Το σύνθετο ζήτημα τη μνήμης των υπολογιστών γίνεται πιο ευκολονόητο αν ταξινομήσουμε τα συστήματα μνήμης σύμφωνα με τα βασικά χαρακτηριστικά τους. Βασικά χαρακτηριτικά των συστημάτων μνήμης υπολογιστή. 20

21 4.2. Ενδιάμεση μνήμη (cache) Η μνήμη cache προορίζεται για να δώσει ταχύτητα μνήμης που προσεγγίζει εκείνη των πιο γρήγορων διαθέσιμων μνημών, και ταυτόχρονα να παρέχει μεγάλη χωρητικότητα στην τιμή των λιγότερων ακριβών τύπων μνήμης ημιαγωγών. Η έννοια αυτή παρουσιάζεται στο παρακάτω σχήμα: Η μνήμη cache και η κύρια μνήμη. Όταν ο επεξεργαστής επιχειρεί να διαβάσει μια λέξη από τη μνήμη, γίνεται έλεγχος για να διαπιστωθεί αν η λέξη αυτή βρίσκεται στην cache. Αν είναι έτσι η λέξη στέλνεται στον επεξεργαστή. Αν όχι, ένα τμήμα της κύριας μνήμης, που αποτελείται από κάποιο σταθερό αριθμό λέξεων μεταφέρεται στην cache και μετά η λέξη στέλνεται στον επεξεργαστή. Λόγω του φαινομένου της τοπικότητας αναζήτησης, 21

22 όταν ένα τμήμα δεδομένων προσκομίζεται στην cache για να ικανοποιήσει μια και μοναδική αναζήτηση στη μνήμη, είναι πιθανό ότι θα υπάρχουν και άλλες μελλοντικές αναζητήσεις σε εκείνη την ίδια θέση μνήμης ή σε άλλες λέξεις στο τμήμα. Η δομή της μνήμης cache/κύριας μνήμης Μνήμες RAM Μια µονάδα µνήµης είναι ένα σύνολο από δυαδικά κύτταρα αποθήκευσης (τα δυαδικά κύτταρα µπορούν να αποθηκεύσουν είτε την τιµή "0", είτε την τιµή "1"). Πάνω στην κάρτα της µνήµης υπάρχουν και διάφορα ολοκληρωµένα κυκλώµατα που ελέγχουν τη λειτουργία της (τρόπος αποθήκευσης και διαχείρησης της πληροφορίας, µεταφορά πληροφοριών από και προς αυτή). Για την καλύτερη κατανόηση της RAM θα µπορούσαµε να τη φανταστούµε ως ένα διδιάστατο πίνακα, όπου σε κάθε κελί αποθηκεύεται η ελάχιστη πληροφορία, δηλαδή ένα bit "0" ή "1". Κάθε γραµµή του πίνακα έχει µια ξεχωριστή "διεύθυνση", που βοηθάει στην άµµεση προσπέλαση της πληροφορίας που είναι αποθηκευµµένη στα στοιχεία της γραµµής. 22

23 Oποιαδήποτε αίτηση (ανάκληση ή αποθήκευση πληροφοριών) για τη RAM συνοδεύεται και από τη διεύθυνση, στην οποία θα εκτελεστεί η αίτηση. Επειδή µπορεί να γίνει προσπέλαση σε οποιαδήποτε διεύθυνση για µεταφορά πληροφορίας, προέκυψε το όνοµα "µνήµη τυχαίας προσπέλασης" που συντµήθηκε στον αγγλικό όρο RAM. Οι δυαδικές πληροφορίες αποθηκεύονται σαν οµάδες από bits, που είναι γνωστές ως "λέξεις" ("words"). Τα bits κάθε λέξης µεταφέρονται µέσα και έξω από τη µνήµη, όλα µαζί ως µια οµάδα.το περιεχόµενο κάθε λέξης είναι ένα σύνολο από "0" ή "1" και µπορεί να αντιπροσωπεύει έναν αριθµό, µια εντολή, έναν ή περισσότερους αλφαριθµητικούς χαρακτήρες ή ακόµα, οποιαδήποτε πληροφορία κωδικοποιηµένη σε δυαδικό σύστηµα. Συνήθως, µια οµάδα των 8 bits χαρακτηρίζεται ως 1 byte Στατική RAM Η στατική RAM (Static RAM - SRAM) είναι ένας τύπος µνήµης RAM που έχει την ικανότητα να διατηρεί αναλλοίωτα τα περιεχόµενά της για όσο χρονικό διάστηµα τροφοδοτείται µε ρεύµα, χωρίς να απαιτείται κάποια επιπλέον εξωτερική επέµβαση. Στις SRAMs χρησιµοιούνται ειδικοί διακόπτες (switches), που µπορεί να είναι ανοικτοί ή κλειστοί (on/off). Ο τρόπος κατασκευής της SRAM µοιάζει περισσότερο µε την τεχνολογία που εφαρµόζεται στους επεξεργαστές: πολλά ολοκληρωµένα κυκλώµατα, που έχουν τοποθετηθεί πάνω σε µια µικρή πλακέτα πυριτίου. Για την αποθήκευση κάθε bit στη µνήµη SRAM, απαιτούνται τέσσερα µε έξι transistors, γι αυτό και το µέγεθος της SRAM είναι µεγαλύτερο από το µέγεθος της DRAM (κάθε bit χρειάζεται µόνο έναν πυκνωτή). Η πολυπλοκότητα και ο µεγάλος αριθµός 23

24 transistors που χρησιµοποιούνται για τη µνήµη SRAM, είναι ο βασικότερος λόγος, εξαιτίας του οποίου η µνήµη SRAM έχει µεγαλύτερο κόστος από την DRAM Δυναμική RAM Η δυναµική RAM (Dynamic RAM - DRAM) είναι ένας τύπος RAM, που µπορεί να διατηρήσει αναλλοίωτα τα περιεχόµενά της, µόνο αν γίνεται συνεχής αναζωογόνηση σε αυτά από ένα ειδικό κύκλωµα που ονοµάζεται refresh circuit (κύκλωµα αναζωογόνησης). Το κύκλωµα αναζωογόνησης διαβάζει µε µεγάλη συχνότητα τα περιεχόµενα κάθε πυκνωτή (σε κάθε πυκνωτή µπορούµε να αποθηκεύσουµε ένα bit), ανεξάρτητα αν τα περιεχόµενα του πυκνωτή χρησιµοποιούνται ή όχι εκείνη τη στιγµή. Εξαιτίας του τρόπου κατασκευής του κυκλώµατος αναζωογόνησης, το διάβασµα των περιεχοµένων των πυκνωτών έχει ως αποτέλεσµα και τη διατήρηση τους. Αν το κύκλωµα αναζωογόνησης δεν υπήρχε, τότε τα περιεχόµενα της µνήµης θα χάνονταν ακόµα και όταν ο υπολογιστής τροφοδοτούνταν µε ρεύµα. Η DRAM ονοµάζεται δυναµική RAM, εξαιτίας της διαδικασίας αναζωογόνησης των περιεχοµένων της. 24

25 5. ΥΠΟΣΤΗΡΙΞΗ ΑΠΟ ΤΟ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ 5.1. Εισαγωγή Το λειτουργικό σύστημα (OS) είναι ένα πρόγραμμα το οποίο διαχειρίζεται τους πόρους του υπολογιστή, παρέχει υπηρεσίες στους προγραμματιστές και διευθετεί την εκτέλεση άλλων προγραμμάτων. Μπορεί να θεωρηθεί ότι έχει δύο κύριους σκοπούς: Την ευκολία χρήσης: Ένα λειτουργικό σύστημα κάνει πιο ευκολόχρηστο έναν υπολογιστή. Την αποδοτικότητα: Ένα λειτουργικό σύστημα επιτρέπει να χρησιμοποιούνται με αποδοτικό τρόπο οι πόροι του συστήματος του υπολογιστή Διαχείριση Μνήμης Σε ένα μονοπρογραμματιστικό σύστημα, η κύρια μνήμη υποδιαιρείται σε δύο μέρη: ένα μέρος για το λειτουργικό σύστημα (που παραμένει πάντοτε στη κύρια μνήμη) και ένα μέρος για το πρόγραμμα που εκτελείται εκείνη τη στιγμή. Σε ένα πολυπρογραμματιστικό σύστημα, το μέρος της μνήμης του «χρήστη» υποδιαιρείται για να εξυπηρετηθούν πολλές διεργασίες. Το έργο της υποδιαίρεσης αυτής εκτελείται δυναμικά από το λειτουργικό σύστημα και είναι γνωστό με τον όρο διαχείριση μνήμης (memory management). Η αποδοτική διαχείριση της μνήμης είναι ουσιαστικής σημασίας σε ένα πολυπρογραμματιστικό σύστημα. Αν υπάρχουν μόνο λίγες διεργασίες στη μνήμη, τότε, για το μεγαλύτερο μέρος του χρόνου όλες τους θα είναι σε αναμονή για I/O και ο επεξεργαστής θα αδρανεί. Έτσι, υπάρχει ανάγκη αποδοτικής εκχώρησης της μνήμης για να χωρούν όσο περισσότερες διεργασίες είναι δυνατόν. 25

26 5.3. Αντιμετάθεση (swapping) Στο παρακάτω σχήμα έχουμε μια ουρά μακροπρόθεσμων αιτήσεων διεργασιών, που τυπικά είναι αποθηκευμένη σε δίσκο. Αυτές προσκομίζονται μια-μια, καθώς απελευθερώνεται χώρος. Όταν οι διεργασίες ολοκληρώνονται, απομακρύνονται από την κύρια μνήμη. Θα προκύψει λοιπόν η περιπτωση καμία από τις διεργασίες στη μνήμη να μη βρίσκεται σε κατάσταση ετοιμότητας (π.χ. να είναι όλες σε αναμονή για λειτουργία Ι/Ο). Αντί να παραμένει αδρανής, ο επεξεργαστής αντιμεταθέτει (swaps) μία από τις διεργασίες αυτές πίσω στο δίσκο σε μια ενδιάμεση ουρά. Αυτή είναι μια ουρά υπαρχόντων διεργασιών που προσωρινά απομακρύνθηκαν από τη μνήμη. Κατόπιν, το λειτουργικό σύστημα προσκομίζει μια άλλη διεργασία από την ενδιάμεση ουρά, ή αναποκρίνεται σε μια νέα αίτηση διεργασίας από την ουρά μακροπρόθεσμων διεργασιών. Η εκτέλεση συνεχίζεται με τη νεοφερμένη διεργασία. Η αντιμετάθεση (swapping) είναι παρόλα αυτά μια λειτουργία Ι/Ο, και άρα υπάρχει η πιθανότητα αντί να λύσει το πρόβλημα, να το κάνει οξύτερο. Όμως, επειδή η λειτουργία Ι/Ο με το δίσκο είναι γενικά η ταχύτερη λειτουργία Ι/Ο σε ένα σύστημα, η αντιμετάθεση συνήθως βελτιώνει την απόδοση. Ένα πιο περίπλοκο σύστημα, το οποίο περιλαμβάνει εικονική μνήμη (virtual memory), βελτιώνει την απόδοση σε σχέση με την απλή αντιμετάθεση. 26

27 5.4. Κατάτμηση (partitioning) Το απλούστερο σχήμα κατάτμησης της διαθέσιμης μνημης είναι η χρήση τομέων σταθερού μεγέθους, όπως φαίνεται στο παρακάτω σχήμα. Παρόλο που οι τομείς είναι σταθερού μεγέθους, δεν υπάρχει ανάγκη να είναι απαραίτητα του ίδιου μεγέθους. Όταν μια διεργασία προσκομίζεται στη μνήμη, τοποθετειται στο μικρότερο τομέα ο οποίος μπορεί να τη χωρέσει. Τομείς ίσου μεγέθους Τομείς άνισου μεγέθους Ακόμα και με τη χρήση τομέων άνισου μεγέθους, θα υπάρχει σπατάλη μνήμης. Στις περισσότερες περιπτώσεις, μια διεργασία που απαιτεί 3Mbyte μνήμης θα τοποθετούνταν στον τομέα 4Μbyte σπαταλώντας έτσι 1Mbyte που θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί από μια άλλη διεργασία. Μια πιο αποδοτική προσέγγιση είναι η χρήση τομέων μεταβλητού μεγέθους. Όταν προσκομίζεται μια διεργασία στη μνήμη, της εκχωρείται ακριβώς όση μνήμη χρειάζεται και όχι παραπάνω Σελιδοποίηση (paging) Τόσο οι τομείς σταθερού μεγέθους όσο και οι μεταβλητού μεγέθους είναι μη αποδοτικοί (όσον αφορά στη χρήση της μνήμης). Υποθεστε, όμως, ότι η μνήμη 27

28 κατατέμνεται σε τομείς ίσου μεγέθους που είναι σχετικά μικροί, και ότι κάθε διεργασία, υποδιαιρείται επίσης σε μικρούς, σταθερού μεγέθους τομείς κάποιου μεγέθους. Τότε, τα τμήματα ενός προγράμματος, γνωστά ως σελίδες (pages) θα μπορούσαν να τοποθετητούν σε διαθέσιμους τομείς της μνήμης, γνωστούς με την ονομασία πλαίσια (frames) ή πλαίσια σελίδων. Τότε, ο μέγιστος χώρος μνήμης που θα μένει αχρησιμοποίητος για εκείνη τη διεργασία, είναι ένα κλάσμα της τελευταίας σελίδας. Αντιστοίχιση μεταξύ εικονικής και πραγματικής μνήμης. Η σελιδοποίηση ελέγχεται από το λειτουργικό σύστημα. Ο χώρος των διευθύνσεων χωρίζεται σε ίσα τμήματα τα οποία ονομάζονται σελίδες (pages). Το μέγεθος των σελίδων είναι συνήθως δύναμη του δύο π.χ. 2 2 = 1024 bytes. Με την σελιδοποίηση, η φυσική (πραγματική) μνήμη φαίνεται μεγαλύτερη απ ότι πραγματικά είναι. Το λειτουργικό σύστημα διατηρεί έναν πίνακα σελίδων (page table) για κάθε διεργασία. Ο πίνακας σελίδων δείχνει τη θέση του πλαισίου για κάθε σελίδα της διεργασίας. Εντός του προγράμματος, κάθε λογική διεύθυνση αποτελείται από έναν αριθμό σελίδας και μια σχετική διεύθυνση μέσα στη σελίδα. Με τη σελιδοποίηση, η μετατροπή από λογική σε φυσική διεύθυνση γίνεται από τα λογικά κυκλώματα του επεξεργαστή. Ο επεξεργαστής πρέπει να γνωρίζει πως πρέπει να προσπελάσει τον πίνακα σελίδων της τρέχουσας διεργασίας. Όταν του παρασχεθεί μια φυσική 28

29 διεύθυνση, ο επεξεργαστής χρησιμοποιεί τον πίνακα σελίδων για να παράγει μια φυσική διεύθυνση. Για παράδειγμα: Η κύρια μνήμη υποδιαιρείται σε πολλά μικρά, ισομεγέθη πλαίσια. Κάθε διεργασία υποδιαιρείται σε σελίδες με μέγεθος πλαισίου. Οι μικρότερες διεργασίες απαιτούν λιγότερες σελίδες, οι μεγαλύτερες περισσότερες. Όταν προσκομίζεται μια διεργασία, οι σελίδες της βρίσκονται σε διαθέσιμα πλαίσια, και δημιουργείται ένας πίνακας σελίδων Η εικονική μνήμη (Virtual Memory) Με τη χρήση της σελιδοποίησης, έγιναν πραγματικότητα τα αληθινά αποδοτικά πολυπρογραμματιστικά συστήματα. Επιπλέον, η απλή τακτική της υποδιαίρεσης μιας διεργασίας σε σελίδες οδήγησε στην ανάπτυξη μιας άλλη σημαντικής έννοιας: Της εικονικής μνήμης. 29

30 Σελιδοποίηση κατ απαίτηση Κατ απαίτηση σελιδοποίηση σημαίνει ότι κάθε σελίδα της διεργασίας προσκομίζεται μόνο όταν είναι αναγκαίο, δηλαδή κατ απαίτηση. Με την κατ απαίτηση σελιδοποίηση, δεν υπάρχει ανάγκη να φορτωθεί μια ολόκληρη διεργασία στην κύρια μνήμη. Αυτό σημαίνει ότι είναι δυνατό μια διεργασία να έχει μεγαλύτερο μέγεθος από ολόκληρη τη μνήμη. Επειδή μια διεργασία εκτελείται μόνο όταν βρίσκεται στην κύρια μνήμη, η μνήμη εκείνη αναφέρεται ως πραγματική μνήμη (real memory). Αλλά ένας προγραμματιστής ή χρήστης αντιλαμβάνεται μια πολύ μεγαλύτερη μνήμη εκείνη η οποία του εκχωρείται στο δίσκο. Η τελευταία αυτή μνήμη αναφέρεται κατά συνέπεια ως εικονική μνήμη (virtual memory). Η εικονική μνήμη επιτρέπει πολύ αποτελεσματικό πολυπρογραμματισμό και απαλλάσσει το χρήστη από τους περιορισμούς της κύριας μνήμης Τμηματοποίηση (segmentation) Ένας άλλος τρόπος με τον οποίο μπορεί να υποδιαιρεθεί η μνήμη που μπορεί να διευθυνσιοδοτηθεί είναι γνωστός με την ονομασία τμηματοποίηση. Η τμηματοποίηση είναι συνήθως ορατή στον προγραμματιστή και παρέχεται ως μια ευκολία για την οργάνωση προγραμμάτων και δεδομένων, και ως ένας τρόπος για το συσχετισμό χαρακτηριστικών προνομιακού και προστατευτικού χαρακτήρα με τις εντολές και τα δεδομένα. Με την τμηματοποίηση έχουμε τα εξής πλεονεκτήματα: Απλοποιεί το χειρισμό αυξανόμενου μεγέθους δομών δεδομένων Επιτρέπει να αλλάζουν και να μεταγλωττίζονται ανεξάρτητα τα προγράμματα, χωρίς να απαιτείται η επανασύνδεση και επαναφόρτωση ενός ολόκληρου συνόλου προγραμμάτων. Είναι εύκολη η χρήση των πόρων από πολλές διεργασίες. Διευκολύνεται η προστασία δεδομένων. 30

31 6. Η ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 6.1. Εισαγωγή Η ALU είναι εκέινο το μέρος του υπολογιστή το οποίο εκτελεί αριθμητικές και λογικές πράξεις με δεδομένα. Όλα τα άλλα στοιχεία του συστήματος του υπολογιστή η μονάδα ελέγχου, οι καταχωρητές, η μνήμη, η λειτουργία Ι/Ο υπάρχουν κυρίως για να προσκομίζουν δεδομένα στην ALU για να τα επεξεργαστεί, και κατόπιν εξάγουν τα αποτελέσματα Αναπαράσταση Κινητής Υποδιαστολής Με σημειογραφία σταθερής υποδιαστολής είναι δυνατόν να αναπαρασταθεί ένα διάστημα θετικών και αρνητικών ακεραίων με κέντρο το 0. Υποθέτοντας μια σταθερή δυαδική υποδιαστολή, αυτή η μορφή μας επιτρέπει να αναπαραστήσουμε και αριθμούς με κλασματική συνιστώσα. Αυτή η προσέγγιση έχει περιορισμούς. Δεν μπορούν να αναπαρασταθούν πολύ μεγάλοι αριθμοί, ούτε και πολύ μικρά κλάσματα. Επιπλέον, το κλασματικό μέρος του πηλίκου σε μια διαίρεση δύο μεγάλων αριθμών θα μπορούσε να χαθεί. Για δεκαδικούς αριθμούς, ο περιορισμός αυτός παρακάμπτεται χρησιμοποιώντας την επιστημονική σημειογραφία. Έτσι ο αριθμός 976,000,000,000,000 μπορεί να αναπαρασταθεί ως 976 x και ο μπορεί να αναπαρασταθεί ως 976 x Στην ουσία αυτό που κάναμε ήταν να μετατοπίσουμε δυναμικά τη δεκαδική υποδιαστολή σε μια βολική θέση αυτής της δεκαδικής υποδιαστολής. Αυτό μας επιτρέπει να αναπαραστήσουμε ένα διάστημα πολύ μεγάλων και πολύ μικρών αριθμών με μόνο λίγα ψηφία. Η ίδια αυτή προσέγγιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί με δυαδικούς αριθμούς. Μπορούμε να αναπαραστήσουμε έναν αριθμό με τη μορφή: 31

32 ± S B Αυτός ο αριθμός μπορεί να αποθηκευτεί σε μια δυαδική λέξη με τρία πεδία: Πρόσημο: Θετικό ή αρνητικό Σημαντικό μέρος S Εκθέτης Ε ± E Η βάση B υπονοείται και δεν υπάρχει ανάγκη να αποθηκευτεί, πειδή είναι ίδια για όλους τους αριθμούς. Τυπικά, υποτίθεται ότι η υποδιαστολή βρίσκεται στα δεξιά του πιο αριστερού, ή πιο σημαντικού bit του σημαντικού μέρους. Δηλαδή, υπάρχει ένα bit στα αριστερά της υποδιαστολής. Τυπική μορφή αριθμών 32bit με κινητή υποδιαστολή. Παραδείγματα x = = x x = = x x = = x x = = x 2-20 Το πιο αριστερό bit αναπαριστά το πρόσημο του αριθμού (0=θετικό, 1=αρνητικό). Η τιμή του εκθέτη αποθηκεύεται στα επόμενα 8bit. Η αναπαράσταση που χρησιμοποιείται είναι γνωστή ως πολωμένη αναπαράσταση. Μια σταθερή τιμή, που ονομάζεται πόλωση, αφαιρείται από το πεδίο για να βρεθεί η πραγματική τιμή του εκθέτη. Τυπικά, η πόλωση ισούται με (2 k -1), όπου k είναι ο αριθμός των bit στο δυαδικό εκθέτη. Το τελικός μέρος της λέξης (23 bit στην περίπτωση αυτή) είναι το σημαντικό μέρος (mantissa). 32

33 Για να απλοποιούνται οι πράξεις με αριθμούς κινητής υποδιαστολής, απαιτείται, στην τυπική περίπτωση, να κανονικοποιούνται. Ένας κανονικοποιημένος αριθμός είναι ένας αριθμός στον οποίο το πιο σημαντικό ψηφίο του σημαντικού μέρους είναι μη μηδενικό. Για αναπαράσταση με βάση 2, ένας κανονικοποιημένος αριθμός είναι εκείνος, στον οποίο το πιο σημαντικό bit του σημαντικού μέρους είναι 1. Όπως αναφέραμε, η τυπική σύμβαση είναι ότι υπάρχει ένα bit στα αριστερά του σημείου της υποδιαστολής. Έτσι, ένας κανονικοποιημένος μη μηδενικός αριθμός είναι εκέινος με τη μορφή: ± 1. bbb... b 2 ± E όπου b είναι οποιοδήποτε δυαδικό ψηφίο (0 ή 1). Επειδή το πιο σημαντικό bit είναι πάντοτε 1, δεν υπάρχει ανάγκη να το αποθηκεύουμε, άλλα υπονοείται. Έτσι, το πεδίο των 23 bit χρησιμοποιείται για να αποθηκευτεί ένα σημαντικό μέρος με 24 bit, με τιμλη στο ημιανοικτό διάστημα [1,2). Αν δοθεί ένας αριθμός που δεν είναι κανονικοποιημένος, μπορεί να κανονικοποιηθεί μετατοπίζοντας την υποδιαστολή στα δεξιά του πιο αριστερού bit με τιμή 1 και ρυθμίζοντας αντίστοιχα τον εκθέτη. Παρατηρώντας τα παραπάνω παραδείγματα αριθμών σημειώνουμε τα εξής χαρακτηριστικά: Το πρόσημο αποθηκεύεται στο πρώτο bit της λέξης. Το πρώτο bit του πραγματικού σημαντικού μέρους είναι πάντοτε 1 και δεν υπάρχει ανάγκη να αποθηκεύεται στο πεδίο του σημαντικού μέρου. Η τιμή 127 προστίθεται στον πραγματικό εκθέτη για να αποθηκεύτεί στο πεδίο του εκθέτη. Η βάση είναι Πρότυπο IEEE 754 για τη Δυαδική Αναπαράσταση Κινητής Υποδιαστολής Η πιο σημαντική αναπαράσταση κινητής υποδιαστολής καθορίζεται από το πρότυπο 754 του IEEE. Αυτό το πρότυπο αναπτύχθηκε για να διευκολυνθεί η φορητότητα των προγραμμάτων από τον ένα επεξεργαστή στον άλλον, και για να προωθηθεί η ανάπτυξη σύνθετων προγραμμάτων με προσανατολισμό τους υπολογισμούς. Το πρότυπο έχει γίνει ευρέως αποδεκτό, και χρησιμοποιείται σε ουσιαστικά όλους τους σύγχρονους επεξεργαστές και τους αριθμητικούς συνεπεξεργατές. 33

34 Το πρότυπο του IEEE καθορίζει τόσο μια μορφή απλής ακρίβειας με 32 bit, όσο και μια μορφή διπλής ακρίβειας με 64 bit, με εκθέτες 8 και 11 bit, αντίστοιχα. Η υπονοούμενη βάση είναι το 2. Επιπρόσθετα, το πρότυπο καθορίζει δύο εκτεταμένες μορφές, απλή και διπλή, των οποίων ο ακριβής τύπος εξαρτάται από τη συγκεκριμένη υλοποίηση. Οι εκτεταμένες μορφές μειώνουν την πιθανότητα εμφάνισης ενός τελικού αποτελέσματος το οποίο έχει υποβαθμιστεί από υπερβολικό σφάλμα στρογγυλοποίησης. Με τη μεγαλύτερη περιοχή τιμών τους, μειώνουν επίσης την πιθανότητα να ακυρωθεί ένας ενδιάμεσος υπολογισμός λόγω υπερχείλισης, ενώ το τελικό αποτέλεσμα θα μπορούσε να αναπαρασταθεί με μια βασική μορφή. Ένα ακόμη κίνητρο για τη χρήση αυτής της μορφής απλής επέκτασης είναι ότι έχει κάποια από τα πλεονεκτήματα μιας μορφής διπλής ακρίβειας, χωρίς όμως το κόστος σε χρόνο που συνήθως απαιτεί η υψηλότερη ακρίβεια. Δεν ερμηνεύονται με τον ίδιο τρόπο όλες οι ακολουθίες bit στις μορφές που καθόρισε το IEEE. Αντίθετα, μερικές ακολουθίες bit χρησιμοποιούνται για την αναπαράσταση ειδικών τιμών. Ο παρακάτω πίνακας υποδεικνύει τις τιμές που αντιστοιχούν σε διάφορες ακολουθίες bit. Οι ακρότατες τιμές εκθέτη καθορίζουν ειδικές τιμές. 34

35 Μορφή Παράμετροι Απλή Απλή εκτεταμένη Διπλή Διπλη εκτεταμένη Εύρος λέξης (bit) Εύρος εκθέτη (bit) Πόλωση εκθέτη 127 Ακαθόριστη 1023 Ακαθόριστη Μέγιστος εκθέτης Ελάχιστος εκθέτης Περιοχή τιμών αριθμών (βάση 10) Εύρος του σημαντικού μέρους (bit) 10-38, Ακαθόριστη , Ακαθόριστη Αριθμός εκεθτών 254 Ακαθόριστός 2046 Ακαθόριστός Αριθμός κλασμάτων 2 23 Ακαθόριστός 2 52 Ακαθόριστός Αριθμός τιμών 1.98 x 2 31 Ακαθόριστός 1.98 x 2 63 Ακαθόριστός Για τις τιμές εκθέτη στο διάστημα από 1 έως 254 για απλή ακρίβεια και 1 έως 2046 για διπλή ακρίβεια, αναπαρίστανται κανονικοποιημένοι μη μηδενικοί αριθμοί κινητής υποδιαστολής. Ο εκθέτης είναι πολωμένος, ώστε ο αριθμός των εκθετών είναι από -126 έως +127 για απλή ακρίβεια και από έως ένας κανονικοποιημένος αριθμός απαιτεί ένα bit ίσος με 1 στα αριστερά του σημείου της δυαδικής υποδιαστολής. Αυτό το bit υπονοείται, δίνοντας ένα ενεργό εύρος σημαντικού μέρους με 24 ή 53 bit ( το οποίο ονομάζεται κλάσμα στο πρότυπο). Ένας εκθέτης ίσος με μηδέν, μαζί με κλάσμα ίσο με μηδέν, αναπαριστά θετικό ή αρνητικό μηδέν, ανάλογα με το bit προσήμου. Όπως αναφέρθηκε, έιναι χρήσιμο να μπορούμε να αναπαραστήσουμς μια τιμή ακριβώς ίση με το μηδέν. Ένας εκθέτης με όλα του τα ψηφία ίσα με 1 μαζί με ένα μηδενικό κλάσμα αναπαριστά θετικό ή αρνητικό άπειρο ανάλογα με το bit προσήμου. Είναι χρήσιμο να έχουμε μια αναπαράσταση του απείρου. Αυτό επιτρέπει στο χρήστη να αποφασίσει αν θα συμπεριφερθεί στην υπερχείλιση ως συνθήκη σφάλματος ή θα μεταφέρει την τιμή και θα προχωρήσει με την εκτέλεση του προγράμματος. 35

36 Ένας εκθέτης με όλα τα ψηφία του 0 με ένα μη μηδενικό κλάσμα αναπαριστά ένα αποκανονικοποιημενο αριθμό. Στην περίπτωση αυτή, το bit στα αριστερά της δυαδικής υποδιαστολής είναι μηδέν, και ο πραγματικός εκθέτης είναι -126 ή Ο αριθμός είναι θετικός ή αρνητικός ανάλογα με το bit προσήμου. Ένας εκθέτης με όλα του τα ψηφία ίσα με 1, μαζί με ένα μη μηδενικό κλάσμα παίρνει την τιμή NaN, που σημαίνει Όχι αριθμός (Not a Number), και χρησιμοποιείται για να σηματοδοτήσει διάφορες συνθήκες εξαίρεσης. 36

37 7. ΟΜΑΔΕΣ ΕΝΤΟΛΩΝ: ΙΔΙΟΤΗΤΕΣ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΕΣ 7.1. Εισαγωγή Η λειτουργία της CPU καθορίζεται από τις εντολές που εκτελεί, και που ονομάζονται εντολές μηχανής (machine instructions) ή εντολές υπολογιστή (computer instructions). Η συλλογή των διαφορετικών εντολών που μπορεί να εκτελέσει η CPU ονομαζεται ομάδα εντολών (instruction set) Στοιχεία Εντολής Μηχανής Κάθε εντολή πρέπει να περιέχει τις πληροφορίες που χρειάζεται η CPU για την εκτέλεση. Στο παρακάτω σχήμα φαίνονται τα βήματα που αφορούν στην εκτέλεση εντολής και, συνεπώς, ορίζονται τα στοιχεία μιας εντολής μηχανής. Τα στοιχεια αυτά είναι τα παρακάτω: Κώδικας λειτουργίας: Καθορίζει την πράξη που θα εκτελεστεί. Η πράξη καθορίζεται με έναν ψηφιακό κώδικα, γνωστό σαν κώδικα λειτουργίας ή opcode. Αναφορά τελεστέου πηγής: Η πράξη μπορεί να αφορά σε ένα ή περισσότερους τελεστέους πηγής, δηλαδή, τελεστέους που είναι είσοδοι για την πράξη. Αναφορά τελεστέου αποτελέσματος: Η πράξη μπορεί να δώσει αποτέλεσμα. Αναφορά επόμενης εντολής: Αυτή λέει στην CPU που μπορεί να προσάγει την επόμενη εντολή μετά την πλήρη εκτέλεση αυτής της εντολής. 37

38 Η επόμενη εντολή που θα προσαχθεί βρίσκεται στην κύρια μνήμη, ή, στην περίπτωση συστήματος με εικονική μνήμη, είτε σε κύρια μνήμη είτε σε δευτερεύουσα μνήμη. Στις περισσότερες περιπτώσεις, η επόμενη εντολή που θα προσαχθεί ακολουθεί αμέσως μετά την τρέχουσα εντολή. Στις περιπτώσεις εκείνες, δεν υπάρχει συγκεκριμένη αναφορά στην επόμενη εντολή. Όταν χρειάζεται σαφής αναφορά, τότε θα πρέπει να δοθεί η διεύθυνση κύριας μνήμης ή εικονικής μνήμης. Οι τελεστέοι πηγής και αποτελέσματος μπορούν να βρίσκονται σε μια από τρείς περιοχές: Κύρια ή εικονική μνήμη: Όπως συμβαίνει και με τις αναφορές επόμενης εντολής θα πρέπει να δοθεί η διεύθυνση κύριας ή εικονικής μνήμης. Καταχωρητής CPU: Μια CPU περιέχει έναν ή περισσότερους καταχωρητές στους οποίους μπορούν να αναφερθούν οι εντολές μηχανής. Αν υπάρχει μόνο ένας καταχωρητής, η αναφορά σ αυτόν μπορεί να εννοείται. Αν υπάρχουν περισσότεροι από έναν καταχωρητές, τότε σε κάθε καταχωρητή ανατίθεται ένας μοναδικός αριθμός, και η εντολή θα πρέπει να περιέχει τον αριθμό του επιθυμητού καταχωρητή. Συσκευή Ι/Ο: Η εντολή θα πρέπει να καθορίζει την μονάδα και συσκευή λειτουργίας Ι/Ο. Αν χρησιμοποιηθεί Ι/Ο με απεικόνιση μνήμης, αυτή θα είναι 38

39 απλά μια ακόμη διεύθυνση κύριας μνήμης, αυτή θα είναι απλά μια ακόμη διεύθυνση κύριας ή εικονικής μνήμης Παράσταση Εντολών Κάθε εντολή παριστάνεται με μια σειρά από bit. Η εντολή διαιρείται σε πεδία, που αντιστοιχούν στα στοιχεία που αποτελούν την εντολή. Απλή Μορφοποίηση Εντολής Στις περισσότερες ομάδες εντολών, χρησιμοποιούνται περισσότερες από μια μορφοποιήσεις. Κατά την διάρκεια της εκτέλεσης εντολής, η εντολή διαβάζεται σε καταχωρητή εντολής (Instruction register) στην CPU. Η CPU πρέπει να μπορεί να εξάγει τα δεδομένα από τα διάφορα πεδία της εντολής για να εκτελέσει την απαιτούμενη λειτουργία. Οι opcode παριστάνονται με συντμήσεις, που ονομάζονται μνημονικοί (κανόνες), οι οποίοι δείχνουν την λειτουργία. Μερικά παραδείγματα είναι: SUB MPY DIV LOAD STOR Αφαίρεση Πολλαπλασιασμός Διαίρεση Φόρτωση δεδομένων από την μνήμη Απομνημόνευση δεδομένων στην μνήμη 39

40 8. ΟΜΑΔΕΣ ΕΝΤΟΛΩΝ: ΤΡΟΠΟΙ ΔΙΕΥΘΥΝΣΙΟΔΟΤΗΣΗΣ 8.1. Εισαγωγή Η αναφορά τελεστέου σε μια εντολή είτε περιέχει την πραγματική τιμή του τελεστέου (άμεση) είτε μια αναφορά προς την διεύθυνση του τελεστέου. Στις διάφορες ομάδες εντολών χρησιμοποιείται μια μεγάλη ποικιλία τρόπων διευθυνσιοδότησης Διευθυνσιοδότηση Το πεδίο ή πεδία διευθύνσεων σε μια συνηθισμένη μορφοποίηση εντολής είναι σχετικά μικρά. Θα θέλαμε να μπορούμε να αναφερόμαστε σε μια μεγάλη περιοχή θέσεων της κύριας μνήμης ή της ιδεατής μνήμης. Για να πετύχουμε αυτότον σκοπό, έχει χρησιμοποιηθεί μια ποικιλία τεχνικών διευθυνσιοδότησης. Οι πιο συνηθισμένες τεχνικες διευθυνσιοδότησης είναι: 1. Άμεση 2. Απευθείας 3. Έμμεση 4. Καταχωρητή 5. Έμμεση καταχωρητή 6. Μετατόπισης 7. Σωρού 8.3. Άμεση Διευθυνσιοδότηση Η απλούστερη μορφή διευθυνσιοδότησης είναι η άμεση διευθυνσιοδότηση, όπου ο τελεστέος στην πραγματικότητα βρίσκεται στην εντολή. Το πλεονέκτημα της άμεσης διευθυνσιοδότησης είναι ότι, για να πάρουμε τον τελεστέο, δεν χρειάζεται άλλη αναφορά μνήμης εκτός από την προσαγωγή της εντολής, πράγμα που εξοικονομεί μια περίοδο μνήμης ή μνήμης cache στον κύκλο 40

41 εντολής Το μειονέκτημα είναι ότι το μέγεθος του αριθμού περιορίζεται στο μέγεθος του πεδίου διεύθυνσης το οποίο, στις περισσότερες ομάδες εντολών, είναι μικρό σε σύγκριση με το μήκος λέξης Απευθείας Διευθυνσιοδότηση Μια πολύ απλή μορφή διευθυνσιοδότησης είναι η απευθείας διευθυνσιοδότηση, όπου το πεδίο διεύθυνσης περιέχει την ενεργό διεύθυνση του τελεστέου. Ο προφανής περιορισμός είναι ότι προσφέρει μόνο περιορισμένο χώρο διεύθυνσης Έμμεση Διευθυνσιοδότηση Στην απευθείας διευθυνσιοδότηση, το μήκος του πεδίου διεύθυνσης είναι συνήθως μικρότερο από το μήκος λέξης, πράγμα που περιορίζει το πεδίο τιμών της διεύθυνσης. Μια λύση είναι να κάνουμε το πεδίο διεύθυνσης να αναφέρεται στην διεύθυνση μιας λέξης στην μνήμη, η οποία με την σειρά της θα περιέχει μια 41

42 διεύθυνση πλήρους μήκους του τελεστέου. Αυτό είναι γνωστό ως έμμεση διευθυνσιοδότηση (indirect addressing) Διευθυνσιοδότηση Καταχωρητή Η διευθυνσιοδότηση καταχωρητή είναι παρόμοια με την απευθείας διευθυνσιοδότηση. Η μόνη διαφορά είναι ότι το πεδίο διεύθυνση αναφέρεται σε καταχωρητή αντί σε διεύθυνση κύριας μνήμης. Συνήθως, ένα πεδίο διεύθυνσης που αναφέρεται σε καταχωρητές θα έχει από 3 έως 5 bit, έτσι ώστε να μπορεί να γίνει αναφορά σε σύνολο από 8 μέχρι 32 καταχωρητών γενικής χρήσης. Τα πλεονεκτήματα της διευθυνσιοδότησης καταχωρητή είναι ότι: 1. στην εντολή χρειάζεται μόνο ένα μικρό πεδίο διεύθυνσης, και 2. δεν χρειάζεται αναφορά σε μνήμη. 42

43 8.7. Έμμεση Διευθυνσιοδότηση Καταχωρητή Όπως η διευθυνσιοδότηση καταχωρητή είναι αντίστοιχη με την απευθείας διευθυνσιοδότηση, η έμμεση διευθυνσιοδότηση καταχωρητή είναι αντίστοιχη της έμμεσης διευθυνσιοδότησης. Και στις δύο περιπτώσεις, η μόνη διαφορά είναι αν το πεδίο διεύθυνσης αναφέρεται σε θέση μνήμης ή σε καταχωρητή Διευθυνσιοδότηση Μετατόπισης Ένας πολύ ισχυρός τρόπος διευθυνσιοδότησης συνδυάζει τις δυνατότητες της απευθείας διευθυνσιοδότησης και την έμμεση διευθυνσιοδότησης καταχωρητή. Η διευθυνσιοδότηση μετατόπισης ζητά από την εντολή να έχει δύο πεδία διεύθυνσης, από τα οποία το ένα τουλάχιστον να είναι συγκεκριμενο. Η τιμή που περιέχεται στο 43

44 ένα πεδίο διέυθυνσης (τιμή = Α) χρησιμοποιειται απευθείας. Το άλλο πεδίο διεύθυνσης, ή εννοούμενη αναφορά που βασίζεται σε opcode, αναφέρεται σε καταχωρητή του οποίου τα περιεχόμενα προστίθενται στο Α για να δημιουργηθεί μια ενεργός διεύθυνση Διευθυνσιοδότηση Σωρού Ο τελευταίος τρόπος διευθυνσιοδότησης είναι η διευθυνσιοδότηση σωρού. Σωρός είναι μια γραμμική διάταξη θέσεων. Μερικές φορές ονομαζεται κατάλογος ώθησης προς τα κάτω (pushdown list) ή ουρά τελευταίο μέσα πρώτο έξω (last-in-first-out queue). Ο σωρός είναι ένα κρατημένο κομμάτι θέσεων. Αντικείμενα προσκολούνται στην κορυφή του σωρού έτσι ώστε, σε οποιαδήποτε δεδομένη στιγμή, το κομμάτι να είναι μερικώς γεμάτο. Με το σωρό σχετίζεται ένας ενδείκτης του οποίου η τιμή είναι η διεύθυνση της κορυφής του σωρού. Εναλλακτικά, τα επάνω δύο στοιχεία του σωρού μπορεί να βρίσκονται σε καταχωρητές της CPU, οπότε στην περίπτωση αυτή ο ενδείκτης σωρού θα ανφέρεται στο τρίτο στοιχείο του σωρού. Ο ενδείκτης σωρού κρατείται σε ένα καταχωρητή. Έτσι, οι αναφορές σε θέσεις του σωρού στην μνήμη θα είναι στην πραγματικότητα έμμεσες διευθύνσεις καταχωρητή. 44

45 Διευθυνσιοδότηση σωρού. 45

46 9. ΔΟΜΗ ΚΑΙ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ ΤΗΣ CPU 9.1. Εισαγωγή Οι λειτουργίες που πρέπει να κάνει η CPU είναι οι εξής: Προσαγωγή εντολών Εντολή διακοπής Προσαγωγή δεδομένων Επεξεργασία δεδομένων Εγγραφή δεδομένων Τα κύρια συστατικά της CPU είναι η αριθμητική και λογική μονάδα (arithmetic and logic unit, ALU), και η μονάδα ελέγχου (control unit, CU). H ALU εκτελεί τoυς υπολογισμούς ή την επεξεργασία των δεδομένων. Η μονάδα ελέγχου ελέγχει την κίνηση των δεδομένων και των εντολών προς και από την CPU και ελέγχει την λειτουργία της CPU. Επιπλέον στο παρακάτω σχήμα φαίνεται μια ελάχιστη εσωτερική μνήμη, που αποτελείται από μια ομάδα θέσεων απομνημόνευσης, που ονομάζονται καταχωρητές (registers). 46

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2015 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ

Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ. «Φέτα» ημιαγωγών (wafer) από τη διαδικασία παραγωγής ΚΜΕ Το ολοκληρωμένο κύκλωμα μιας ΚΜΕ Η Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (Central Processing Unit -CPU) ή απλούστερα επεξεργαστής αποτελεί το μέρος του υλικού που εκτελεί τις εντολές ενός προγράμματος υπολογιστή

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2014 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 201 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΩΝ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ!!! 1 ο ΕΠΑΛ ΡΟΔΟΥ ΤΟΜΕΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ!!!! Χατζηνικόλας Κώστας www.costaschatzinikolas.gr

Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΩΝ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ!!! 1 ο ΕΠΑΛ ΡΟΔΟΥ ΤΟΜΕΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ!!!! Χατζηνικόλας Κώστας www.costaschatzinikolas.gr Η ΙΣΤΟΡΙΑ ΤΩΝ ΠΡΟΣΩΠΙΚΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ 1 ο ΕΠΑΛ ΡΟΔΟΥ ΤΟΜΕΑΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Χατζηνικόλας Κώστας www.costaschatzinikolas.gr ΑΒΑΚΑΣ (Αρχαία Βαβυλωνία - 2200 πχ) Οι αρχαίοι Βαβυλώνιοι, λόγω της ανάπτυξης του

Διαβάστε περισσότερα

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής)

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής) ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Α Γενικού Λυκείου (Μάθημα Επιλογής) Σύγχρονα Υπολογιστικά Συστήματα τους υπερυπολογιστές (supercomputers) που χρησιμοποιούν ερευνητικά εργαστήρια τα μεγάλα συστήματα (mainframes)

Διαβάστε περισσότερα

ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ

ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΣΤΑΤΙΚΕΣ ΚΑΙ ΔΥΝΑΜΙΚΕΣ ΜΝΗΜΕΣ ΤΥΧΑΙΑΣ ΠΡΟΣΠΕΛΑΣΗΣ (Static and Dynamic RAMs). ΔΙΑΡΘΡΩΣΗ ΤΟΥ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΘΕΜΑΤΙΚΕΣ ΕΝΟΤΗΤΕΣ ΒΑΣΙΚΑ ΣΤΟΙΧΕΙΑ ΗΜΙΑΓΩΓΙΚΩΝ ΜΝΗΜΩΝ. ΒΑΣΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ RAM CMOS. ΤΥΠΟΙ ΚΥΤΤΑΡΩΝ ΑΡΧΕΣ

Διαβάστε περισσότερα

Διδάσκων:Μ.Χατζόπουλος, Παραδόσεις:Τρίτη 4-6, Τετάρτη 1-3; (Αμφιθέατρο Α15) Πληροφορίες στην ιστοσελίδα του μαθήματος http://www.di.uoa.

Διδάσκων:Μ.Χατζόπουλος, Παραδόσεις:Τρίτη 4-6, Τετάρτη 1-3; (Αμφιθέατρο Α15) Πληροφορίες στην ιστοσελίδα του μαθήματος http://www.di.uoa. Πληροφορική 1 Διδάσκων:Μ.Χατζόπουλος, Παραδόσεις:Τρίτη 4-6, Τετάρτη 1-3; (Αμφιθέατρο Α15) Πληροφορίες στην ιστοσελίδα του μαθήματος http://www.di.uoa.gr/~organosi/ 2 Η δομή του μαθήματος Εισαγωγή στην

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2012 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2009 Μάθημα : Μικροϋπολογιστές Τεχνολογία Τ.Σ. Ι, Θεωρητικής κατεύθυνσης Ημερομηνία

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή

Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ. Εισαγωγή Εισαγωγή Εργαστήριο 3 ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΚΜΕ Σκοπός του εργαστηρίου είναι να γνωρίσουµε την εσωτερική δοµή και αρχιτεκτονική της κεντρικής µονάδας επεξεργασίας, να κατανοήσουµε τον τρόπο µε τον οποίο λειτουργεί

Διαβάστε περισσότερα

Υπάρχουν δύο τύποι μνήμης, η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory RAM) και η μνήμη ανάγνωσης-μόνο (Read-Only Memory ROM).

Υπάρχουν δύο τύποι μνήμης, η μνήμη τυχαίας προσπέλασης (Random Access Memory RAM) και η μνήμη ανάγνωσης-μόνο (Read-Only Memory ROM). Μνήμες Ένα από τα βασικά πλεονεκτήματα των ψηφιακών συστημάτων σε σχέση με τα αναλογικά, είναι η ευκολία αποθήκευσης μεγάλων ποσοτήτων πληροφοριών, είτε προσωρινά είτε μόνιμα Οι πληροφορίες αποθηκεύονται

Διαβάστε περισσότερα

Μάθημα 8: Διαχείριση Μνήμης

Μάθημα 8: Διαχείριση Μνήμης Μάθημα 8: Διαχείριση Μνήμης 8.1 Κύρια και δευτερεύουσα μνήμη Κάθε μονάδα ενός υπολογιστή που χρησιμεύει για τη μόνιμη ή προσωρινή αποθήκευση δεδομένων ανήκει στην μνήμη (memory) του υπολογιστή. Οι μνήμες

Διαβάστε περισσότερα

Γενικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή

Γενικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Γενικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή 1. Ηλεκτρονικός Υπολογιστής Ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής είναι μια συσκευή, μεγάλη ή μικρή, που επεξεργάζεται δεδομένα και εκτελεί την εργασία του σύμφωνα με τα παρακάτω

Διαβάστε περισσότερα

; Γιατί είναι ταχύτερη η λήψη και αποκωδικοποίηση των εντολών σταθερού μήκους;

; Γιατί είναι ταχύτερη η λήψη και αποκωδικοποίηση των εντολών σταθερού μήκους; Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Αρχιτεκτονικές Συνόλου Εντολών (ΙΙ) (Δομή Εντολών και Παραδείγματα) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης Αρχιτεκτονική

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Δρ.

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Δρ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Πληροφορική Ι ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΩΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Δρ. Γκόγκος Χρήστος Επιστήμη των υπολογιστών Computer Science (CS) ή Information

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών Υπολογιστές και Δεδομένα Κεφάλαιο 3ο Αναπαράσταση Αριθμών www.di.uoa.gr/~organosi 1 Δεκαδικό και Δυαδικό Δεκαδικό σύστημα 2 3 Δεκαδικό και Δυαδικό Δυαδικό Σύστημα

Διαβάστε περισσότερα

Ενότητα 4. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Αναπαράσταση δεδοµένων. Αναπαράσταση πληροφορίας. υαδικοί αριθµοί. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07

Ενότητα 4. Εισαγωγή στην Πληροφορική. Αναπαράσταση δεδοµένων. Αναπαράσταση πληροφορίας. υαδικοί αριθµοί. Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 Ενότητα 4 Εισαγωγή στην Πληροφορική Κεφάλαιο 4Α: Αναπαράσταση πληροφορίας Κεφάλαιο 4Β: Επεξεργαστές που χρησιµοποιούνται σε PCs Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Εισαγωγή

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι JAVA Τμήμα θεωρίας με Α.Μ. σε 8 & 9 11/10/07

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι JAVA Τμήμα θεωρίας με Α.Μ. σε 8 & 9 11/10/07 ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι JAVA Τμήμα θεωρίας με Α.Μ. σε 8 & 9 11/10/07 Τμήμα θεωρίας: Α.Μ. 8, 9 Κάθε Πέμπτη, 11πμ-2μμ, ΑΜΦ23. Διδάσκων: Ντίνος Φερεντίνος Γραφείο 118 email: kpf3@cornell.edu Μάθημα: Θεωρία + προαιρετικό

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2008 Τεχνολογία Ι Θεωρητικής Κατεύθυνσης Τεχνικών Σχολών Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann. Πως λειτουργεί η ΚΜΕ; Κεντρική μονάδα επεξεργασίας [3] ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ

Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann. Πως λειτουργεί η ΚΜΕ; Κεντρική μονάδα επεξεργασίας [3] ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ Αρχιτεκτονική Eckert-von Neumann εισόδου μεταφορά δεδομένων από έξω προς τον Η/Υ εξόδου μεταφορά δεδομένων από τον Η/Υ προς τα έξω ΕΠΛ 031: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΝ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟ Κύκλος Μηχανής κεντρικός έλεγχος/πράξεις

Διαβάστε περισσότερα

Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ

Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ Εισαγωγή Εργαστήριο ΙΑΧΕΙΡΙΣΗ ΜΝΗΜΗΣ Σκοπός του εργαστηρίου είναι να κατανοήσουµε τους τρόπους προσπέλασης της µνήµης (µέθοδοι διευθυνσιοδότησης) σε ένα υπολογιστικό σύστηµα. Η Μνήµη 1 Ψηφιακή Λογική 4

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μάθημα 8. 1 Στέργιος Παλαμάς ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Τμήμα Λογιστικής Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές Μάθημα 8 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας και Μνήμη 1 Αρχιτεκτονική του Ηλεκτρονικού Υπολογιστή Μονάδες Εισόδου Κεντρική

Διαβάστε περισσότερα

- Εισαγωγή - Επίπεδα μνήμης - Ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης - Συσκευασίες μνήμης προσωπικών υπολογιστών

- Εισαγωγή - Επίπεδα μνήμης - Ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης - Συσκευασίες μνήμης προσωπικών υπολογιστών Μάθημα 4.5 Η Μνήμη - Εισαγωγή - Επίπεδα μνήμης - Ολοκληρωμένα κυκλώματα μνήμης - Συσκευασίες μνήμης προσωπικών υπολογιστών Όταν ολοκληρώσεις το μάθημα αυτό θα μπορείς: Να αναφέρεις τα κυριότερα είδη μνήμης

Διαβάστε περισσότερα

ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ

ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΩΝ ΕΡΓΑΣΙΑ ΜΕ ΤΙΤΛΟ ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΤΕΣ - CPU Μπακρατσάς Γιώργος geback007@yahoo.gr Δεκέμβριος, 2014 Περιεχόμενα ΕΙΣΑΓΩΓΗ... 3 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΑΝΑΔΡΟΜΗ... 4 ΧΡΟΝΟΛΟΓΙΕΣ

Διαβάστε περισσότερα

Λειτουργικά Συστήματα

Λειτουργικά Συστήματα 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Λειτουργικά Συστήματα Ενότητα 9 : Ιδεατή Μνήμη 1/2 Δημήτριος Λιαροκάπης 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Ηπείρου Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 1 : Οργάνωση και Αρχιτεκτονική υπολογιστών Φώτης Βαρζιώτης 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Τμήμα Μηχανικών

Διαβάστε περισσότερα

Το υλικό του υπολογιστή

Το υλικό του υπολογιστή Το υλικό του υπολογιστή Ερωτήσεις 1. Τι αντιλαμβάνεστε με τον όρο υλικό; Το υλικό(hardware) αποτελείται από το σύνολο των ηλεκτρονικών τμημάτων που συνθέτουν το υπολογιστικό σύστημα, δηλαδή από τα ηλεκτρονικά

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Αναπαράσταση αριθμών στο δυαδικό σύστημα. Δρ.

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Αναπαράσταση αριθμών στο δυαδικό σύστημα. Δρ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Πληροφορική Ι Αναπαράσταση αριθμών στο δυαδικό σύστημα Δρ. Γκόγκος Χρήστος Δεκαδικό σύστημα αρίθμησης Ελληνικό - Ρωμαϊκό Σύστημα αρίθμησης

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 ΑΠΑΝΤΗΣΕΙΣ ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2006 Μάθημα : Μικροϋπολογιστές Τεχνολογία Τ.Σ. Ι, Θεωρητικής κατεύθυνσης Ημερομηνία

Διαβάστε περισσότερα

! Εάν ο αριθμός διαθέτει περισσότερα bits, χρησιμοποιούμε μεγαλύτερες δυνάμεις του 2. ! Προσοχή στη θέση του περισσότερο σημαντικού bit!

! Εάν ο αριθμός διαθέτει περισσότερα bits, χρησιμοποιούμε μεγαλύτερες δυνάμεις του 2. ! Προσοχή στη θέση του περισσότερο σημαντικού bit! Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 25-6 Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς (αριθμητικές ) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Αριθμοί Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς

Διαβάστε περισσότερα

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013

ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΥΠΟΥΡΓΕΙΟ ΠΑΙΔΕΙΑΣ ΚΑΙ ΠΟΛΙΤΙΣΜΟΥ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗ ΑΝΩΤΕΡΗΣ ΚΑΙ ΑΝΩΤΑΤΗΣ ΕΚΠΑΙΔΕΥΣΗΣ ΥΠΗΡΕΣΙΑ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΠΑΓΚΥΠΡΙΕΣ ΕΞΕΤΑΣΕΙΣ 2013 ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ (Ι) ΤΕΧΝΙΚΩΝ ΣΧΟΛΩΝ ΘΕΩΡΗΤΙΚΗΣ ΚΑΤΕΥΘΥΝΣΗΣ Μάθημα : Μικροϋπολογιστές

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής Κεφάλαιο 4 ο Ο Προσωπικός Υπολογιστής Μάθημα 4.3 Ο Επεξεργαστής - Εισαγωγή - Συχνότητα λειτουργίας - Εύρος διαδρόμου δεδομένων - Εύρος διαδρόμου διευθύνσεων - Εύρος καταχωρητών Όταν ολοκληρώσεις το μάθημα

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑ 3 ο ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΗ ΔΟΜΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ ΒΑΣΙΚΗ ΜΟΝΑΔΑ ΜΝΗΜΗ & CPU Λειτουργική Δομή Αρχιτεκτονική Von Neumann Όλοι οι υπολογιστές ακολουθούν την αρχιτεκτονική κατά Von-Neumann

Διαβάστε περισσότερα

Λειτουργικά Συστήματα (διαχείριση επεξεργαστή, μνήμης και Ε/Ε)

Λειτουργικά Συστήματα (διαχείριση επεξεργαστή, μνήμης και Ε/Ε) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2015-16 Λειτουργικά Συστήματα (διαχείριση επεξεργαστή, και Ε/Ε) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Τι είναι

Διαβάστε περισσότερα

Τι είναι ένα λειτουργικό σύστημα (ΛΣ); Μια άλλη απεικόνιση. Το Λειτουργικό Σύστημα ως μέρος του υπολογιστή

Τι είναι ένα λειτουργικό σύστημα (ΛΣ); Μια άλλη απεικόνιση. Το Λειτουργικό Σύστημα ως μέρος του υπολογιστή Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2014-15 Λειτουργικά Συστήματα (διαχείριση επεξεργαστή, και Ε/Ε) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Τι είναι

Διαβάστε περισσότερα

3. Σελιδοποίηση μνήμης 4. Τμηματοποίηση χώρου διευθύνσεων

3. Σελιδοποίηση μνήμης 4. Τμηματοποίηση χώρου διευθύνσεων ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ MHXANIKOI Η/Υ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΕΠΙΠΕ Ο ΜΗΧΑΝΗΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΚΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ Γ. Τσιατούχας 6 ο Κεφάλαιο 1. Επίπεδο OSM 2. Εικονική μνήμη ιάρθρωση 3. Σελιδοποίηση μνήμης 4. Τμηματοποίηση

Διαβάστε περισσότερα

Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα

Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα Μικροεπεξεργαστές - Μικροελεγκτές Ψηφιακά Συστήματα 1. Ποια είναι η σχέση της έννοιας του μικροεπεξεργαστή με αυτή του μικροελεγκτή; Α. Ο μικροεπεξεργαστής εμπεριέχει τουλάχιστο έναν μικροελεγκτή. Β. Ο

Διαβάστε περισσότερα

Τεχνολογία μνημών Ημιαγωγικές μνήμες Μνήμες που προσπελαύνονται με διευθύνσεις:

Τεχνολογία μνημών Ημιαγωγικές μνήμες Μνήμες που προσπελαύνονται με διευθύνσεις: Σύστημα μνήμης Ο κύριος σκοπός στο σχεδιασμό ενός συστήματος μνήμης είναι να προσφέρουμε επαρκή χωρητικότητα αποθήκευσης διατηρώντας ένα αποδεκτό επίπεδο μέσης απόδοσης και επίσης χαμηλό μέσο κόστος ανά

Διαβάστε περισσότερα

1. Οργάνωση της CPU 2. Εκτέλεση εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο επίπεδο των επεξεργαστών

1. Οργάνωση της CPU 2. Εκτέλεση εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο επίπεδο των επεξεργαστών ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΩΝ ΣΥΣΤΗΜΑΤΩΝ Ι Γ. Τσιατούχας 2 ο Κεφάλαιο ιάρθρωση 1. Οργάνωση της 2. εντολών 3. Παραλληλία στο επίπεδο των εντολών 4. Γραμμές διοχέτευσης 5. Παραλληλία στο

Διαβάστε περισσότερα

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή

Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Στοιχεία αρχιτεκτονικής μικροεπεξεργαστή Αριθμός bit δίαυλου δεδομένων (Data Bus) Αριθμός bit δίαυλου διευθύνσεων (Address Bus) Μέγιστη συχνότητα λειτουργίας (Clock Frequency) Τύποι εντολών Αριθμητική

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή Θα δούµε την οργάνωση ενός υπολογιστή Στον επόµενο µάθηµα θα δούµε πως συνδέονται πολλοί Η/Υ για να σχηµατίσουν

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 8 : Υποστήριξη από το Λειτουργικό Σύστημα Φώτης Βαρζιώτης 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής

Διαβάστε περισσότερα

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ: ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ: ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ: ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ & ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΕΣ ΔΙΑΔΙΚΤΥΟΥ kv@hua.gr Στόχος Μαθήματος Εισαγωγή σε Βασικούς Όρους Πληροφορικής και Τηλεματικής. Εφαρμογές Τηλεματικής. Αναφορά στις κοινωνικές επιπτώσεις των Υπολογιστών.

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Επιστήμη της Πληροφορικής και των Υπολογιστών

Εισαγωγή στην Επιστήμη της Πληροφορικής και των Υπολογιστών Εισαγωγή στην Επιστήμη της Πληροφορικής και των Υπολογιστών 1 Υπεύθυνη Μαθήματος και Διδάσκουσα ΑΦΡΟΔΙΤΗ ΤΣΑΛΓΑΤΙΔΟΥ Αναπλ. Καθηγήτρια, Τμ. Πληροφορικής και Υπολογιστών ΕΚΠΑ E-mail: atsalga@di.uoa.gr 2

Διαβάστε περισσότερα

Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης

Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης Το δυαδικό σύστημα αρίθμησης χρησιμοποιεί δύο ψηφία. Το 0 και το 1. Τα ψηφία ενός αριθμού στο δυαδικό σύστημα αρίθμησης αντιστοιχίζονται σε δυνάμεις του 2. Μονάδες, δυάδες, τετράδες,

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών Υλικό Υπολογιστών Κεφάλαιο 5ο Οργάνωση υπολογιστών 1 Οργάνωση υπολογιστών ΚΜΕ Κύρια Μνήμη Υποσύστημα εισόδου/εξόδου 2 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) R1 R2 ΑΛΜ

Διαβάστε περισσότερα

Εφαρµογές Πληροφορικής Υπολογιστών. Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή

Εφαρµογές Πληροφορικής Υπολογιστών. Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή Κεφάλαιο 3 Το υλικό του υπολογιστή Εισαγωγή Τµήµατα του Η/Υ καιοργάνωση Μονάδα Κεντρικής Μνήµης Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU) Μονάδα Εισόδου Εξόδου ίαυλοι Επικοινωνίας Εναλλακτικές αρχιτεκτονικές

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1. Εισαγωγή στην Δομή, Οργάνωση, Λειτουργία και Αξιολόγηση Υπολογιστών 1.1. Υλικό και Λογισμικό.. 1 1.2 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών.. 3 1.3 Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6 1.3.1 Δομή

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Η/Υ. Βασικές Έννοιες Προγραμματισμού. Ιωάννης Λυχναρόπουλος Μαθηματικός, MSc, PhD

Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Η/Υ. Βασικές Έννοιες Προγραμματισμού. Ιωάννης Λυχναρόπουλος Μαθηματικός, MSc, PhD Τμήμα Μηχανολόγων Μηχανικών Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΜΟΣ Η/Υ Βασικές Έννοιες Προγραμματισμού Ιωάννης Λυχναρόπουλος Μαθηματικός, MSc, PhD Αριθμητικά συστήματα Υπάρχουν 10 τύποι ανθρώπων: Αυτοί

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση. Κεφάλαιο 3. Αριθµητική για υπολογιστές

Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση. Κεφάλαιο 3. Αριθµητική για υπολογιστές Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών Η ιασύνδεση Υλικού και Λογισµικού, 4 η έκδοση Κεφάλαιο 3 Αριθµητική για υπολογιστές Ασκήσεις Η αρίθµηση των ασκήσεων είναι από την 4 η έκδοση του «Οργάνωση και Σχεδίαση

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην πληροφορική

Εισαγωγή στην πληροφορική Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών Εισαγωγή στην πληροφορική Ενότητα 2: Βασικές αρχές λειτουργίας και χρήσης του υπολογιστή Αγγελίδης Παντελής Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής και Τηλεπικοινωνιών

Διαβάστε περισσότερα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων ΚΕΦΑΛΑΙΟ 2: Χειρισµός εδοµένων 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.1 Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2.2 Γλώσσα Μηχανής 2.3 Εκτέλεση προγράµµατος 2.4 Αριθµητικές και λογικές εντολές 2.5 Επικοινωνία µε άλλες συσκευές

Διαβάστε περισσότερα

Λίγα λόγια από το συγγραφέα... 7. 91 Εισαγωγή στους υπολογιστές... 9. 92 Μονάδες µέτρησης χωρητικότητας... 31. 94 Συσκευές εισόδου...

Λίγα λόγια από το συγγραφέα... 7. 91 Εισαγωγή στους υπολογιστές... 9. 92 Μονάδες µέτρησης χωρητικότητας... 31. 94 Συσκευές εισόδου... Περιεχόµενα Λίγα λόγια από το συγγραφέα... 7 91 Εισαγωγή στους υπολογιστές... 9 92 Μονάδες µέτρησης χωρητικότητας... 31 93 Οι βασικές λειτουργίες ενός ηλεκτρονικού υπολογιστή... 37 94 Συσκευές εισόδου...

Διαβάστε περισσότερα

Εντολές γλώσσας μηχανής

Εντολές γλώσσας μηχανής Εντολές γλώσσας μηχανής Στον υπολογιστή MIPS η εντολή πρόσθεσε τα περιεχόμενα των καταχωρητών 17 και 20 και τοποθέτησε το αποτέλεσμα στον καταχωρητή 9 έχει την μορφή: 00000010001101000100100000100000 Πεδία

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Πληροφορική & τον Προγραμματισμό

Εισαγωγή στην Πληροφορική & τον Προγραμματισμό ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Εισαγωγή στην Πληροφορική & τον Προγραμματισμό Ενότητα 3 η : Κωδικοποίηση & Παράσταση Δεδομένων Ι. Ψαρομήλιγκος Χ. Κυτάγιας Τμήμα

Διαβάστε περισσότερα

1. Το σύστημα κινητής υποδιαστολής 2. Αναπαράσταση πραγματικών δυαδικών αριθμών 3. Το πρότυπο 754 της ΙΕΕΕ

1. Το σύστημα κινητής υποδιαστολής 2. Αναπαράσταση πραγματικών δυαδικών αριθμών 3. Το πρότυπο 754 της ΙΕΕΕ ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΑΡΙΘΜΟΙ ΚΙΝΗΤΗΣ ΥΠΟ ΙΑΣΤΟΛΗΣ (ΠΡΑΓΜΑΤΙΚΟΙ ΑΡΙΘΜΟΙ) Γ Τσιατούχας Παράρτηµα Β ιάρθρωση 1 Το σύστημα κινητής υποδιαστολής 2 Αναπαράσταση πραγματικών δυαδικών αριθμών 3 Το πρότυπο

Διαβάστε περισσότερα

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Κεφάλαιο 3

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Κεφάλαιο 3 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Κεφάλαιο 3 Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Μονάδα επεξεργασίας δεδομένων Μονάδα ελέγχου Μονάδα επεξεργασίας δεδομένων Δομή Αριθμητικής Λογικής Μονάδας

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Οργάνωση Υπολογιστών

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση υπολογιστών ΚΜΕ Κύρια Μνήμη Υποσύστημα εισόδου/εξόδου Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) R1 R2 ΑΛΜ R3 I Καταχωρητές PC Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας Αριθμητική και λογική μονάδα

Διαβάστε περισσότερα

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) Τμήματα ΚΜΕ (CPU) Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (Ι)

Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ) Τμήματα ΚΜΕ (CPU) Ένα τυπικό υπολογιστικό σύστημα σήμερα. Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2015-16 Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) (η κεντρική μονάδα επεξεργασίας) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενα 1 Εισαγωγή Η φράση επιστήµη των υπολογιστών σήµερα έχει αποκτήσει ευρύτατο νόηµα. Ωστόσο, στο βιβλίο αυτό ορίζουµε τη φράση ως "θέµατα που σχετίζονται µε τον υπολογιστή". Αυτό το εισαγωγικό

Διαβάστε περισσότερα

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Πρόλογος...9 ΚΕΦ. 1. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - ΚΩΔΙΚΕΣ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ. Πρόλογος...9 ΚΕΦ. 1. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - ΚΩΔΙΚΕΣ ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Πρόλογος...9 ΚΕΦ. 1. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ - ΚΩΔΙΚΕΣ 1.1 Εισαγωγή...11 1.2 Τα κύρια αριθμητικά Συστήματα...12 1.3 Μετατροπή αριθμών μεταξύ των αριθμητικών συστημάτων...13 1.3.1 Μετατροπή ακέραιων

Διαβάστε περισσότερα

Λειτουργικά Συστήματα Ι. Καθηγήτρια Παπαδάκη Αναστασία

Λειτουργικά Συστήματα Ι. Καθηγήτρια Παπαδάκη Αναστασία Λειτουργικά Συστήματα Ι Καθηγήτρια Παπαδάκη Αναστασία 2013 1 Ηλεκτρονικός Υπολογιστής αποτελείται: 1. Από Υλικό Hardware (CPUs, RAM, Δίσκοι), & 2. Λογισμικό - Software Και μπορεί να εκτελέσει διάφορες

Διαβάστε περισσότερα

Οργάνωση Υπολογιστών (Ι)

Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών 2014-15 Οργάνωση Υπολογιστών (Ι) (η κεντρική μονάδα επεξεργασίας) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/csintro/ Μ.Στεφανιδάκης Ένα

Διαβάστε περισσότερα

i Στα σύγχρονα συστήματα η κύρια μνήμη δεν συνδέεται απευθείας με τον επεξεργαστή

i Στα σύγχρονα συστήματα η κύρια μνήμη δεν συνδέεται απευθείας με τον επεξεργαστή Ιόνιο Πανεπιστήμιο Τμήμα Πληροφορικής Αρχιτεκτονική Υπολογιστών 2015-16 Τεχνολογίες Κύριας (και η ανάγκη για χρήση ιεραρχιών μνήμης) http://di.ionio.gr/~mistral/tp/comparch/ Μ.Στεφανιδάκης i Στα σύγχρονα

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές 1 ο Εξάμηνο Σπουδών Χειμερινό Εξάμηνο 2012/13 Τμήμα Εφαρμοσμένων Μαθηματικών, Πανεπιστήμιο Κρήτης Διδάσκων: Χαρμανδάρης Ευάγγελος, email: vagelis@tem.uoc.gr, Ιστοσελίδα

Διαβάστε περισσότερα

Συστήματα αρίθμησης. = α n-1 *b n-1 + a n-2 *b n-2 + +a 1 b 1 + a 0 όπου τα 0 a i b-1

Συστήματα αρίθμησης. = α n-1 *b n-1 + a n-2 *b n-2 + +a 1 b 1 + a 0 όπου τα 0 a i b-1 Συστήματα αρίθμησης Δεκαδικό σύστημα αρίθμησης 1402 = 1000 + 400 +2 =1*10 3 + 4*10 2 + 0*10 1 + 2*10 0 Γενικά σε ένα σύστημα αρίθμησης με βάση το b N, ένας ακέραιος αριθμός με n ψηφία παριστάνεται ως:

Διαβάστε περισσότερα

1 Αριθμητική κινητής υποδιαστολής και σφάλματα στρογγύλευσης

1 Αριθμητική κινητής υποδιαστολής και σφάλματα στρογγύλευσης 1 Αριθμητική κινητής υποδιαστολής και σφάλματα στρογγύλευσης Στη συγκεκριμένη ενότητα εξετάζουμε θέματα σχετικά με την αριθμητική πεπερασμένης ακρίβειας που χρησιμοποιούν οι σημερινοί υπολογιστές και τα

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Οργάνωση Υπολογιστών

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Οργάνωση Υπολογιστών Οργάνωση Υπολογιστών Υπολογιστικό Σύστημα Λειτουργικό Σύστημα Αποτελεί τη διασύνδεση μεταξύ του υλικού ενός υπολογιστή και του χρήστη (προγραμμάτων ή ανθρώπων). Είναι ένα πρόγραμμα (ή ένα σύνολο προγραμμάτων)

Διαβάστε περισσότερα

Λειτουργικά. Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Δυτικής Μακεδονίας Σιώζιος Κων/νος - Πληροφορική Ι

Λειτουργικά. Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Δυτικής Μακεδονίας Σιώζιος Κων/νος - Πληροφορική Ι Λειτουργικά Συστήματα 1 Λογισμικό του Υπολογιστή Για να λειτουργήσει ένας Η/Υ εκτός από το υλικό του, είναι απαραίτητο και το λογισμικό Το σύνολο των προγραμμάτων που συντονίζουν τις λειτουργίες του υλικού

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στα Λειτουργικά

Εισαγωγή στα Λειτουργικά Εισαγωγή στα Λειτουργικά Συστήματα Ενότητα 6: Διαχείριση Μνήμης Ι Γεώργιος Φ. Φραγκούλης Τμήμα Ηλεκτρολόγων Μηχανικών Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σεάδειες χρήσης Creative Commons.

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ. ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ. ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ ΜΑΘΗΜΑ 4 ο ΟΡΓΑΝΩΣΗ ΤΗΣ ΜΝΗΜΗΣ ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑΚΗ ΜΝΗΜΗ ΧΕΙΜΩΝΑΣ 2009 ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΟΥΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ 1 Γενική οργάνωση του υπολογιστή Ο καταχωρητής δεδομένων της μνήμης (memory data register

Διαβάστε περισσότερα

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΡΑΦΙΣΤΙΚΗ ΜΕ Η/Υ 1. Του Αποστόλου Παπαποστόλου Επίκουρου Καθηγητή του ΤΕΙ Αθήνας

ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΡΑΦΙΣΤΙΚΗ ΜΕ Η/Υ 1. Του Αποστόλου Παπαποστόλου Επίκουρου Καθηγητή του ΤΕΙ Αθήνας ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΓΡΑΦΙΣΤΙΚΗ ΜΕ Η/Υ 1 Του Αποστόλου Παπαποστόλου Επίκουρου Καθηγητή του ΤΕΙ Αθήνας ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι γραφικές παραστάσεις µε υπολογιστές έχουν προχωρήσει πολύ από τότε που οι ε- πιστήµονες που δούλευαν

Διαβάστε περισσότερα

Πληροφορική Ι (Θεωρία)

Πληροφορική Ι (Θεωρία) Πληροφορική Ι (Θεωρία) ρ Α Εξάμηνο Διδασκαλία: Δευτέρα 16:00-18:00 (Αίθουσα 303) Επίπεδο μαθήματος: Υποχρεωτικό Τμήμα Βιομηχανικού Σχεδιασμού Σκοπός του μαθήματος «ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι» Απόκτηση από τους σπουδαστές

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 2. Οργάνωση και διαχείριση της Πληροφορίας στον. Υπολογιστή

Κεφάλαιο 2. Οργάνωση και διαχείριση της Πληροφορίας στον. Υπολογιστή ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Κεφάλαιο 2 Οργάνωση και διαχείριση της Πληροφορίας στον Υπολογιστή Δεδομένα και Εντολές πληροφορία δεδομένα εντολές αριθμητικά δδ δεδομένα κείμενο εικόνα Επιλογή Αναπαράστασης

Διαβάστε περισσότερα

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή

Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή Μνήμη Με τον όρο μνήμη αναφερόμαστε στα μέσα που χρησιμοποιούνται για την αποθήκευση προγραμμάτων και δεδομένων σε έναν υπολογιστή ή άλλη ψηφιακή ηλεκτρονική συσκευή, σε προσωρινή ή μόνιμη βάση. Τα σύγχρονα

Διαβάστε περισσότερα

Βασικές Έννοιες Πληροφορικής

Βασικές Έννοιες Πληροφορικής Βασικές Έννοιες Πληροφορικής 1. Τι είναι ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής Ο Ηλεκτρονικός Υπολογιστής είναι οποιαδήποτε συσκευή μεγάλη ή μικρή που επεξεργάζεται δεδομένα και εκτελεί την εργασία του σύμφωνα με

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική υπολογιστών

Αρχιτεκτονική υπολογιστών 1 Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Αρχιτεκτονική υπολογιστών Ενότητα 12 : Δομή και Λειτουργία της CPU 2/2 Φώτης Βαρζιώτης 2 Ανοιχτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο ΤΕΙ Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής

Διαβάστε περισσότερα

Τα µπιτ και η σηµασία τους. Σχήµα bit. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Αποθήκευση εδοµένων (1/2) 1.7 Αποθήκευση κλασµάτων 1.8 Συµπίεση δεδοµένων 1.9 Σφάλµατα επικοινωνίας

Τα µπιτ και η σηµασία τους. Σχήµα bit. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Αποθήκευση εδοµένων (1/2) 1.7 Αποθήκευση κλασµάτων 1.8 Συµπίεση δεδοµένων 1.9 Σφάλµατα επικοινωνίας ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Αποθήκευση εδοµένων (1/2) ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1: Αποθήκευση εδοµένων (2/2) 1.1 Τα bits και ο τρόπος που αποθηκεύονται 1.2 Κύρια µνήµη 1.3 Αποθηκευτικά µέσα 1.4 Αναπαράσταση πληροφοριών ως σχηµάτων bits

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Μνήµης

Αρχιτεκτονική Μνήµης ΕΣ 08 Επεξεργαστές Ψηφιακών Σηµάτων Αρχιτεκτονική Μνήµης Τµήµα Επιστήµη και Τεχνολογίας Τηλεπικοινωνιών Πανεπιστήµιο Πελοποννήσου Βιβλιογραφία Ενότητας Kuo [2005]: Chapters 3 & 4 Lapsley [2002]: Chapter

Διαβάστε περισσότερα

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ Θεµατική Ενότητα ΠΛΗ 21: Ψηφιακά Συστήµατα Ακαδηµαϊκό Έτος 2009 2010 Γραπτή Εργασία #3 Παράδοση: 28 Μαρτίου 2010 Άσκηση 1 (15 µονάδες) Ένας επεξεργαστής υποστηρίζει τόσο

Διαβάστε περισσότερα

ΕΙΣΑΓΩΓΗ στους Η/Υ. Δρ. Β Σγαρδώνη. Τμήμα Τεχνολογίας Αεροσκαφών ΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ. Χειμερινό Εξάμηνο 2013-14

ΕΙΣΑΓΩΓΗ στους Η/Υ. Δρ. Β Σγαρδώνη. Τμήμα Τεχνολογίας Αεροσκαφών ΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ. Χειμερινό Εξάμηνο 2013-14 ΕΙΣΑΓΩΓΗ στους Η/Υ Τμήμα Τεχνολογίας Αεροσκαφών ΤΕΙ ΣΤΕΡΕΑΣ ΕΛΛΑΔΑΣ Δρ. Β Σγαρδώνη Χειμερινό Εξάμηνο 2013-14 Εισαγωγικές Έννοιες Τι είναι ένας ηλεκτρονικός υπολογιστής ; Ιστορία των Η/Υ Αρχιτεκτονική των

Διαβάστε περισσότερα

Ιστορική Αναδρομή Λειτουργικών Συστημάτων (ΛΣ) Εισαγωγή : ο πυρήνας (kernel) / ο φλοιός (shell) Β ΕΠΑΛ

Ιστορική Αναδρομή Λειτουργικών Συστημάτων (ΛΣ) Εισαγωγή : ο πυρήνας (kernel) / ο φλοιός (shell) Β ΕΠΑΛ Ιστορική Αναδρομή Λειτουργικών Συστημάτων (ΛΣ) Εισαγωγή : ο πυρήνας (kernel) / ο φλοιός (shell) Β ΕΠΑΛ http://leitourgika-systhmata-epal-b.ggia.info/ Σύγχρονο Λειτουργικό Σύστημα - ΛΣ Λειτουργικό Σύστημα:

Διαβάστε περισσότερα

Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών

Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών ΧΑΡΟΚΟΠΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΤΜΗΜΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ & ΤΗΛΕΜΑΤΙΚΗΣ Σύγχρονες Αρχιτεκτονικές Υπολογιστών ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΟ ΕΤΟΣ 2014-2015 Αρχιτεκτονική Συνόλου Εντολών (Instruction Set Architecture-ISA) 1 Ένας υπολογιστής

Διαβάστε περισσότερα

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών II 16-2-2012. Ενδεικτικές απαντήσεις στα θέματα των εξετάσεων

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών II 16-2-2012. Ενδεικτικές απαντήσεις στα θέματα των εξετάσεων Αρχιτεκτονική Υπολογιστών II 6 --0 Ενδεικτικές απαντήσεις στα θέματα των εξετάσεων Θέμα. Τι γνωρίζετε για την τοπικότητα των αναφορών και ποιών μονάδων του υπολογιστή ή τεχνικών η απόδοση εξαρτάται από

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υπολογιστές και Δεδομένα Κεφάλαιο 4ο Πράξεις με μπιτ

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υπολογιστές και Δεδομένα Κεφάλαιο 4ο Πράξεις με μπιτ Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών Υπολογιστές και Δεδομένα Κεφάλαιο 4ο Πράξεις με μπιτ 1 Πράξεις με μπιτ 2 ΑριθμητικέςΠράξειςσεΑκέραιους Πρόσθεση, Αφαίρεση, Πολλαπλασιασμός, Διαίρεση Ο πολλαπλασιασμός

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στην Πληροφορική

Εισαγωγή στην Πληροφορική Εισαγωγή στην Πληροφορική Χειµερινό Εξάµηνο 2006-07 ρ. Παναγιώτης Χατζηδούκας (Π..407/80) Εισαγωγή στην Πληροφορική 1 Γενικές πληροφορίες Εισαγωγή στην Πληροφορική ιδασκαλία: Παναγιώτης Χατζηδούκας Email:

Διαβάστε περισσότερα

Εισαγωγή στους Η/Υ. Η εμφάνιση και η εξέλιξη των Η/Υ

Εισαγωγή στους Η/Υ. Η εμφάνιση και η εξέλιξη των Η/Υ Εισαγωγή στους Η/Υ Η εμφάνιση και η εξέλιξη των Η/Υ 1 Η ιστορία και η εξέλιξη του Η/Υ (1) Ιστορική αναδρομή Επιτεύγματα Μελλοντικές κατευθύνσεις 2 Οι πρόγονοι του Η/Υ Γνωστές υπολογιστικές μορφές ειδικού

Διαβάστε περισσότερα

Πληροφορική. Ενότητα 4 η : Κωδικοποίηση & Παράσταση Δεδομένων. Ι. Ψαρομήλιγκος Τμήμα Λογιστικής & Χρηματοοικονομικής

Πληροφορική. Ενότητα 4 η : Κωδικοποίηση & Παράσταση Δεδομένων. Ι. Ψαρομήλιγκος Τμήμα Λογιστικής & Χρηματοοικονομικής ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα Πληροφορική Ενότητα 4 η : Κωδικοποίηση & Παράσταση Δεδομένων Ι. Ψαρομήλιγκος Τμήμα Λογιστικής & Χρηματοοικονομικής Άδειες Χρήσης

Διαβάστε περισσότερα

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών. Δρ.

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών. Δρ. Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας Πληροφορική Ι Μάθημα 5 ο Οργάνωση Υπολογιστών Δρ. Γκόγκος Χρήστος Υποσυστήματα αυτόνομου υπολογιστή Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (CPU)

Διαβάστε περισσότερα

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΜΝΗΜΕΣ. (c) Αμπατζόγλου Γιάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ17

ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΜΝΗΜΕΣ. (c) Αμπατζόγλου Γιάννης, Ηλεκτρονικός Μηχανικός, καθηγητής ΠΕ17 ΨΗΦΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΚΕΦΑΛΑΙΟ 4ο ΜΝΗΜΕΣ Μνήμες (Memory) - Είναι ημιαγώγιμα κυκλώματα που μπορούν να αποθηκεύσουν ένα σύνολο από δυαδικά ψηφία (bit). - Μια μνήμη αποθηκεύει λέξεις (σειρές από bit). - Σε κάθε

Διαβάστε περισσότερα

Κεφάλαιο 4: Λογισμικό Συστήματος

Κεφάλαιο 4: Λογισμικό Συστήματος Κεφάλαιο 4: Λογισμικό Συστήματος Ερωτήσεις 1. Να αναφέρετε συνοπτικά τις κατηγορίες στις οποίες διακρίνεται το λογισμικό συστήματος. Σε ποια ευρύτερη κατηγορία εντάσσεται αυτό; Το λογισμικό συστήματος

Διαβάστε περισσότερα

(Ιούνιος 2001 ΤΕΕ Ηµερήσιο) Σε κάθε µία από τις παρακάτω περιπτώσεις, να

(Ιούνιος 2001 ΤΕΕ Ηµερήσιο) Σε κάθε µία από τις παρακάτω περιπτώσεις, να Κεεφάάλλααι ιοο:: 3Β ο Τίττλλοοςς Κεεφααλλααί ίοουυ: : Αρχιτεκτονική Ηλ/κου Τµήµατος των Υπολ. Συστηµάτων (Ιούνιος 2001 ΤΕΕ Ηµερήσιο) Σε κάθε µία από τις παρακάτω περιπτώσεις, να αναφέρετε τις τιµές των

Διαβάστε περισσότερα

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΠΛΗ-21

ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΠΛΗ-21 ΕΛΛΗΝΙΚΟ ΑΝΟΙΚΤΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΣΧΟΛΗ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ ΚΑΙ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑΣ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥΔΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΘΕΜΑΤΙΚΗ ΕΝΟΤΗΤΑ: ΠΛΗ-21 ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ ΑΣΚΗΣΕΙΙΣ ΓΡΑΠΤΩΝ ΕΡΓΑΣΙΙΩΝ & ΘΕΜΑΤΩΝ ΕΞΕΤΑΣΕΩΝ ΣΥΝΤΕΛΕΣΤΕΣ

Διαβάστε περισσότερα

ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία

ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία Το 1944 με την κατασκευή του υπολογιστή Mark I από τον Howard Aiken και την εταιρεία κατασκευής ηλεκτρονικών υπολογιστών IBM και από το 1950 μπήκανε

Διαβάστε περισσότερα

Ερωτήσεις θεωρίας MY. Μέρος Α. Υλικό.

Ερωτήσεις θεωρίας MY. Μέρος Α. Υλικό. Ερωτήσεις θεωρίας MY Μέρος Α. Υλικό. 1. Η μνήμη ROM είναι συνδυαστικό ή ακολουθιακό κύκλωμα; 2. α) Να σχεδιαστεί μία μνήμη ROM που να δίνει στις εξόδους της το πλήθος των ημερών του μήνα, ο αριθμός του

Διαβάστε περισσότερα

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΕ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΕΤΟΥΣ 2013-2014

ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΕ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΕΤΟΥΣ 2013-2014 ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΣΕ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΙΣΤΙΚΟ ΠΕΡΙΒΑΛΛΟΝ ΕΠΑΝΑΛΗΠΤΙΚΟ ΔΙΑΓΩΝΙΣΜΑ ΣΧΟΛΙΚΟΥ ΕΤΟΥΣ 2013-2014 Επιμέλεια: Ομάδα Διαγωνισμάτων από το Στέκι των Πληροφορικών Θέμα Α A1. Να γράψετε στο τετράδιό σας τους

Διαβάστε περισσότερα

5.1 Θεωρητική εισαγωγή

5.1 Θεωρητική εισαγωγή ΨΗΦΙΑΚΑ ΚΥΚΛΩΜΑΤΑ - ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΑΣΚΗΣΗ 5 ΚΩ ΙΚΟΠΟΙΗΣΗ BCD Σκοπός: Η κατανόηση της µετατροπής ενός τύπου δυαδικής πληροφορίας σε άλλον (κωδικοποίηση/αποκωδικοποίηση) µε τη µελέτη της κωδικοποίησης BCD

Διαβάστε περισσότερα

Β1.1 Αναπαράσταση Δεδομένων και Χωρητικότητα Μονάδων Αποθήκευσης

Β1.1 Αναπαράσταση Δεδομένων και Χωρητικότητα Μονάδων Αποθήκευσης Β1.1 Αναπαράσταση Δεδομένων και Χωρητικότητα Μονάδων Αποθήκευσης Τι θα μάθουμε σήμερα: Να αναφέρουμε τον τρόπο αναπαράστασης των δεδομένων (δυαδικό σύστημα) Να αναγνωρίζουμε πώς γράμματα και σύμβολα από

Διαβάστε περισσότερα

Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι

Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι Δομές Δεδομένων και Αλγόριθμοι Χρήστος Γκόγκος ΤΕΙ Ηπείρου Χειμερινό Εξάμηνο 2014-2015 Παρουσίαση 19 Hashing - Κατακερματισμός 1 / 23 Πίνακες απευθείας πρόσβασης (Direct Access Tables) Οι πίνακες απευθείας

Διαβάστε περισσότερα

Περιεχόμενο: Δομή υπολογιστή Συστήματα αρίθμησης

Περιεχόμενο: Δομή υπολογιστή Συστήματα αρίθμησης Περιεχόμενο: Δομή υπολογιστή Συστήματα αρίθμησης ΟΜΗ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ Ένας υπολογιστής αποτελείται από την Κεντρική Μονάδα Επεξεργασίας (ΚΜΕ), τη µνήµη, τις µονάδες εισόδου/εξόδου και το σύστηµα διασύνδεσης

Διαβάστε περισσότερα