Εισαγωγή στην πληροφορική -4

Transcript

1 Εισαγωγή στην πληροφορική 6 (, 64) bits Μνήµη Θέση (κύτταρο cell) µνήµης, χωράει λέξεις (words) εντολές (πρόγραµµα), αριθµοί (δεδοµένα) Αριθµοί: δυαδική (binary) αναπαράσταση = = = 4 = 4 = 5 = 7 Εισαγωγή στην πληροφορική - Μνήµη () Μνήµη () Πως περιγράφουµε το περιεχόµενο µιας θέσης µνήµης (λέξης) ; = D7C Το περιγράφουµε σαν µια τετράδα αριθµών στο δεκαεξαδικό σύστηµα Α Β C D E F Ακέραιοι αριθµοί: Χαρακτήρες (ASCII code): Εντολές προγράµµατος: 6 bits ακέραιος / λέξη 8 bits 8 bits op-code χαρακτήρες / λέξη διεύθυνση µνήµης 4 bits bits Πλήθος 6 8 = 56 4, Εισαγωγή στην πληροφορική - Εισαγωγή στην πληροφορική -4

2 Αρχιτεκτονική µηχανής Αρχιτεκτονική µηχανής () Program counter Instruction register Accumulator Program data, άλλες χρήσεις load store Microprogram Program counter Instruction register Accumulator Micromemory καταχωρητές (registers) Εισαγωγή στην πληροφορική -5 Εισαγωγή στην πληροφορική -6 Παράδειγµα 4 bits bits διεύθυνση µιας θέσης Μ στην κύρια µνήµη LOAD M M -> ACC STORE M ACC -> M ADD M ACC+M -> ACC SUBTRΑCT M ACC-M -> ACC MULTIPLY M ACC*M -> ACC DIVIDE M ACC/M -> ACC JUMP M πήδα στην θέση Μ JUMPZERO M πήδα στην θέση Μ εάν ACC= JUMPSUB M πήδα στην υπορουτίνα στην θέση Μ RETURN M επέστρεψε από υπορουτίνα στη θέση Μ HALT 946 LOAD STORE LOAD JUMPZERO SUBTRACT STORE LOAD ADD STORE JUMP HALT ACC x y σταθερά = Υπολογισµός του x y = = L ο βήµα ο βήµα y:= while x!= do { x:=x-; y:= y+y} Εισαγωγή στην πληροφορική -7 Εισαγωγή στην πληροφορική -8

3 Υπορουτίνες Υπορουτίνες () 6 7 JUMPSUB διεύθ. επιστροφής XXXX 947 XXXX 948 XXXX 959 RETURN Πρόγραµµα σε γλώσσα µηχανής: Γράφεται από τον compiler, χρησιµοποιεί Πληροφορία που υπάρχει από την αρχή : στατική (άρα την ξέρει ο compiler όταν µεταφράζει το πρόγραµµα σε γλώσσα µηχανής) Πληροφορία που µπαίνει κατά την διάρκεια του τρεξίµατος του προγράµµατος : δυναµική (ο compiler ξέρει πως να φτιαχτεί at run time) module δυναµική πληροφορία στατική πληροφορία 6 7 JUMPSUB JUMPSUB 4 χώρος για δυναµική χρήση 946 XXXX 947 XXXX 948 XXXX 959 RETURN Εισαγωγή στην πληροφορική -9 Εισαγωγή στην πληροφορική - Πέρασµα παραµέτρων main program x := 5; y := 6; z := f(x,y); r := ; d := ; z := f(r,d); module f(a,b); {t:= a+b; t:= *t; return t } πραγµατικές παράµετροι τυπικές παράµετροι τιµή που επιστρέφεται module module βασικό πρόγραµµα µνήµη Πέρασµα παραµέτρων () activation record ενός module return value b a return address της f main program x := 5; y := 6; z := f(x,y); r := ; d := ; z := f(r,d); module f(a,b); {t:= a+b; t:= *t; return t } µηχανής. x -> y -> jumpsub z <-... r -> d -> jumpsub z <-.. t <- (-)+(-) t <- t * t -> return Εισαγωγή στην πληροφορική - Εισαγωγή στην πληροφορική -

4 Περισσότερη πολυπλοκότητα Τεχνικές εισόδου-εξόδου CISC RISC: απλές ή πολύπλοκες γλώσσες µηχανής; pipelining: δουλεύουµε σε πολλές εντολές παράλληλα Πολυεπεξεργαστές: MIMD, SIMD, network, load-balancing index register D Addressing (πρόσβαση): 54 Τύπος πρόσβασης Εντολή Τιµή στον ACC immediate LOAD 5 immediate 5 direct LOAD 5 direct 54 indirect LOAD 5 indirect indexed LOAD 5 indexed copy main memory status register / / a buffer register device busy/ready/successful_read I/O device b c d e f g PC interrupt # interrupt table program code modules για interrupts Εισαγωγή στην πληροφορική - Εισαγωγή στην πληροφορική -4 Λογικές πύλες Μνήµη AND πύλη OR πύλη είσοδοι είσοδοι είσοδος NOT πύλη δεδοµένα εισόδου Flip-flop = bit Α καταχωρητής 6 bits = 6 flip-flops Β Είσοδοι Είσοδοι Είσοδος έλεγχος Γ δεδοµένα εξόδου Στα σύρµατα ΑΒ, Γ η τάση αλλάζει µόνο κατά την διάρκεια του παλµού ελέγχου, µετά παραµένει Η τιµή των δεδοµένων εξόδου παραµένει σταθερή Εισαγωγή στην πληροφορική -5 Εισαγωγή στην πληροφορική -6

5 Αθροιστής Αθροιστής () πρώτο ψηφίο δεύτερο ψηφίο ψηφία πρώτου αριθµού ψηφία δεύτερου αριθµού / / / / / + ->, + ->, + ->, + ->, κύκλωµα ηµιαθροιστή Εισαγωγή στην πληροφορική -7 / / / Εισαγωγή στην πληροφορική -8