Αρχιτεκτονική Μηχανής. Αποθήκευση εδοµένων

Transcript

1 Αρχιτεκτονική Μηχανής Αποθήκευση εδοµένων

2 Οι πράξεις AND, OR, και Αλγεβρας Boole XOR (exclusive or) της

3 Μία απεικόνιση των πυλών AND, OR, XOR, και NOT καθώς και των τιµών εισόδου (inputs) και εξόδου (output) τους (συνεχίζεται)

4 Μία απεικόνιση των πυλών AND, OR, XOR, και NOT καθώς και των τιµών εισόδου (inputs) και εξόδου (output) τους

5 Ενα απλό κύκλωµα flip-flop

6 Θέτοντας την έξοδο (output) ενός flip-flop ίση µε 1 (συνεχίζεται) α. Το 1 τοποθετείται στην άνω είσοδο

7 Θέτοντας την έξοδο (output) ενός flip-flop ίση µε 1 (συνεχίζεται) β. Αυτό προκαλεί την έξοδο της πύλης OR να γίνει 1 και µε τη σειρά της, η έξοδος της πύλης AND να γίνει 1

8 Θέτοντας την έξοδο (output) ενός flip-flop ίση µε 1 γ. Το 1 της πύλης AND εµποδίζει την πύλη OR να αλλάξει αφού η άνω είσοδος επιστρέψει στην τιµή 0

9 Ενας άλλος τρόπος κατασκευής ενός flip-flop

10 Το σύστηµα δεκαεξαδικού κώδικα

11 Η οργάνωση ενός κελιού µνήµης µεγέθους 1 byte

12 Κελιά µνήµης διατεταγµένα κατά διεύθυνση

13 Ενα σύστηµα αποθήκευσης δίσκου Αυλάκι διαιρεµένο σε τοµείς ίσκος Κεφαλή ανάγνωσης/εγγραφής (RW) Βραχίονας προσπέλασης Κίνηση βραχίονα Κίνηση δίσκου

14 Η µορφή (format) αποθήκευσης CD Τα δεδοµένα εγγράφονται σε ένα µονό αυλάκι (track), που αποτελείται από µεµονωµένους τοµείς (sectors) και το οποίο δηµιουργεί µία σπείρα καθώς κατευθύνεται προς την εξωτερική πλευρά Κίνηση δίσκου

15 Ο µηχανισµός αποθήκευσης µιας µαγνητικής ταινίας Μποµπίνα ταινίας Μποµπίνα περιτύλιξης Κεφαλή ανάγνωσης/εγγραφής (R/W) Ταινία Ταινία Κίνηση ταινίας

16 Λογικές εγγραφές (records) έναντι φυσικών εγγραφών επάνω σε ένα δίσκο Οι λογικές εγγραφές αντιστοιχούν στις φυσικές διαιρέσεις µέσα στα δεδοµένα Οι φυσικές εγγραφές αντιστοιχούν στο µέγεθος ενός τοµέα

17 Το µήνυµα Hello. σε ASCII

18 Τα συστήµατα µε βάση το δέκα (δεκαδικό) και µε βάση το δύο (δυαδικό) α. Το δεκαδικό σύστηµα Αναπαράσταση Εκατό έκα Ενα Αριθµός θέσης β. Το δυαδικό σύστηµα Αναπαράσταση Οκτώ Τέσσερα ύο Ενα Αριθµός θέσης

19 Αποκωδικοποιώντας τη δυαδική αναπαράσταση υαδική µορφή ένα δύο τέσσερα οκτώ δεκαέξι τριανταδύο Αξία του bit Αριθµός θέσης Σύνολο

20 Ενας αλγόριθµος για την εύρεση της δυαδικής αναπαράστασης ενός θετικού ακεραίου Βήµα 1. ιαίρεσε την τιµή του αριθµού µε το δύο και κατάγραψε το υπόλοιπο. Βήµα 2. Οσο το πηλίκο παραµένει διάφορο του µηδενός, συνέχισε να διαιρείς το πηλίκο που προκύπτει κάθε φορά και κατάγραψε το υπόλοιπο. Βήµα 3. Στο σηµείο αυτό όπου έχει προκύψει ένα πηλίκο ίσο µε το µηδέν, η δυαδική αναπαράσταση της αρχικής τιµής αποτελείται από τα υπόλοιπα που παραθέτονται από τα δεξιά προς τα αριστερά στη σειρά που καταγράφηκαν.

21 Εφαρµόζοντας τον προηγούµενο αλγόριθµο για την εύρεση της δυαδικής αναπαράστασης του 13 Υπόλοιπο Υπόλοιπο Υπόλοιπο Υπόλοιπο υαδική αναπαράσταση

22 Αναπαράσταση εικόνων Κατηγορίες τεχνικών για την αναπαράσταση εικόνων: Τεχνικές bit map. Συλλογή από τελείες, που ονοµάζονται pixels (picture element). Το χρώµα κάθε pixel καταγράφεται ως τρία συστατικά µέρη: ένα κόκκινο, ένα πράσινο και ένα µπλε (RGB RedGreenBlue). Οι αποθηκευµένες εικόνες απαιτούν αρκετά MB. Μειονέκτηµα αποτελεί το γεγονός ότι µια εικόνα δε µπορεί µε εύκολο τρόπο να αλλάξει κλίµακα σε ένα άλλο αυθαίρετο µέγεθος. Τεχνικές vector. Παρέχουν το µέσο για τη λύση του προβλήµατος αλλαγής κλίµακας. Μία εικόνα αναπαριστάνεται σα συλλογή από γραµµές και καµπύλες. Οι λεπτοµέρειες για το πώς αυτές οι γραµµές και οι καµπύλες είναι σχεδιασµένες, είναι ζήτηµα της συσκευής. Οι γραµµατοσειρές που διατίθενται στους εκτυπωτές (scalable fonts, π.χ. TrueType, PostScript) είναι κωδικοποιηµένες µε αυτόν τον τρόπο. Χρησιµοποιείται επίσης από συστήµατα CAD (Computer-Aided Design). Μειονέκτηµα είναι ότι δεν µπορούν να παρέχουν εικόνες φωτογραφικής ποιότητας.

23 Αναπαράσταση του ηχητικού κύµατος από τη σειρά 0, 1.5, 2.0, 1.5, 2.0, 3.0,4.0, 3.0, 0 Αποκωδικοποιηµένο ηχητικό κύµα Μήκος

24 Οι πράξεις στη δυαδική πρόσθεση

25 Αποκωδικοποιώντας τη δυαδική αναπαράσταση υαδική µορφή ένα όγδοο ένα τέταρτο ένα δεύτερο ένα δύο τέσσερα Αξία του bit Αριθµός θέσης Σύνολο

26 Συστήµατα κωδικοποίησης συµπληρώµατος του 2 α. Με χρήση τύπων µήκους τρία β. Με χρήση τύπων µήκους τέσσερα

27 Κωδικοποίηση της τιµής -6 σε µορφή συµπληρώµατος του δύο µε χρήση τεσσάρων bits Μορφή συµπληρώµατος του δύο για το 6 µε χρήση τεσσάρων bits Αντίγραψε τα bits από τα δεξιά προς τα αριστερά µέχρι να αντιγραφεί ένα 1 Μορφή συµπληρώµατος του δύο για το -6 µε χρήση τεσσάρων bits Συµπλήρωσε τα bits που αποµένουν

28 Προβλήµατα πρόσθεσης που έχουν µετατραπεί σε µορφή συµπηρώµατος του δύο Πρόβληµα στη βάση 10 Πρόβληµα στο συµπλήρωµα του 2 Απάντηση στη βάση 10

29 Ενας πίνακας µετατροπής µε υπερβολή κατά οκτώ (excess-8)

30 Ενα σύστηµα κωδικοποίησης µε υπερβολή χρησιµοποιώντας µορφές bit µήκους τρία

31 Τα µέρη της κωδικοποίησης αριθµού κινητής υποδιαστολής Θέσεις των Bit Bit προσήµου Εκθέτης (Βάση)

32 Κωδικοποίηση της τιµής 2 5/8 Αρχική αναπαράσταση Αναπαράσταση στη βάση 2 Μη επεξεργασµένη µορφή των bit Χαµένο bit Εκθέτης Bit προσήµου (Βάση)

33 Αποσυµπίεση του µηνύµατος xyxxyzy (5, 4, x) α. Μέτρησε προς τα πίσω (αριστερά) 5 σύµβολα. β. Αναγνώρισε το τµήµα των 4 bit που πρόκειται να προστεθεί στο τέλος της σειράς των συµβόλων. γ. Αντίγραψε το τµήµα των 4 bit στο τέλος του µηνύµατος. δ. Πρόσθεσε το σύµβολο που έχει προσδιορισθεί στην τριάδα, στο τέλος του µηνύµατος.

34 Οι κωδικοί ASCII για τα γράµµατα A και F προσαρµοσµένοι για περιττή ισοτιµία (odd parity) Ψηφίο ισοτιµίας Κωδικός ASCII για το A που περιέχει άρτιο αριθµό από 1 Ψηφίο ισοτιµίας Κωδικός ASCII για το F που περιέχει περιττό αριθµό από 1 Ο συνολικός τύπος (pattern)( έχει έναν περιττό αριθµό από 1 Ο συνολικός τύπος (pattern)( έχει έναν περιττό αριθµό από 1

35 Ενας κώδικας διόρθωσης σφαλµάτων (errorcorrecting code)

36 Αποκωδικοποίηση του τύπου µε χρήση του κώδικα διόρθωσης σφαλµάτων που προηγήθηκε Χαρακτήρας Απόσταση µεταξύ του δεδοµένου τύπου και του υπό εξέταση χαρακτήρα Η µικρότερη απόσταση