Εισαγωγή στον Προγραμματισμό



Σχετικά έγγραφα
ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία

Αριθμητικά Συστήματα Η ανάγκη του ανθρώπου για μετρήσεις οδήγησε αρχικά στην επινόηση των αριθμών Κατόπιν, στην επινόηση συμβόλων για τη παράσταση

Β1.1 Αναπαράσταση Δεδομένων και Χωρητικότητα Μονάδων Αποθήκευσης

Περιεχόµενα. οµή Η/Υ: Αναπαράσταση εδοµένων. υαδικό σύστηµα. Συστήµατα Αρίθµησης υαδικό Οκταδικό εκαεξαδικό Παραδείγµατα

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 12

Αναπαράσταση Δεδομένων

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΉ. Μάθημα 7

Εισαγωγή στην Πληροφορική & τον Προγραμματισμό

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

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υπολογιστές και Δεδομένα Κεφάλαιο 2ο Αναπαράσταση Δεδομένων

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

Εισαγωγή στην πληροφορική

Ενότητα 1. Γνωρίζω τον υπολογιστή ως ενιαίο σύστημα

ΘΕΜΑ : ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΡΙΘΜΗΣΗΣ. ΔΙΑΡΚΕΙΑ: 1 περιόδους. 22/1/ :11 Όνομα: Λεκάκης Κωνσταντίνος καθ. Τεχνολογίας

Εισαγωγή στην Πληροφορική ΓΕΝΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ TEI ΧΑΛΚΙ ΑΣ

Μάθημα 2: Παράσταση της Πληροφορίας

Αριθμητικά Συστήματα

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Υπολογιστές και Δεδομένα Κεφάλαιο 2ο Αναπαράσταση Δεδομένων

Κεφάλαιο 2 Η έννοια και η παράσταση της πληροφορίας στον ΗΥ. Εφ. Πληροφορικής Κεφ. 2 Καραμαούνας Πολύκαρπος 1

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ I Ενότητα 6

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

Υπολογιστές και Πληροφορία 1

µπιτ Λύση: Κάθε οµάδα των τεσσάρων µπιτ µεταφράζεται σε ένα δεκαεξαδικό ψηφίο 1100 C 1110 E Άρα το δεκαεξαδικό ισοδύναµο είναι CE2

Τμήμα Χρηματοοικονομικής & Ελεγκτικής ΤΕΙ Ηπείρου Παράρτημα Πρέβεζας. Πληροφορική Ι. Μάθημα 4 ο Πράξεις με bits. Δρ.

Εισαγωγή στην Πληροφορική. Α σ κ ή σ ε ι ς σ τ η ν ι α χ ε ί ρ ι σ η Μ ν ή µ η ς. Αντώνης Σταµατάκης

Ανασκόπηση στα ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Εισαγωγή στους Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 7 και 8: Αναπαραστάσεις. Πανεπιστήμιο Θεσσαλίας - Τμήμα Πληροφορικής

Αναπαράσταση Δεδομένων. ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

Κ15 Ψηφιακή Λογική Σχεδίαση 2: Δυαδικό Σύστημα / Αναπαραστάσεις

Τετάρτη 5-12/11/2014. ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ 3 ου και 4 ου ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ Η/Υ Α ΕΞΑΜΗΝΟ

Λογικός Σχεδιασµός και Σχεδιασµός Η/Υ. ΗΜΥ-210: Εαρινό Εξάµηνο Σκοπός του µαθήµατος. Ψηφιακά Συστήµατα. Περίληψη. Εύρος Τάσης (Voltage(

Πανεπιστήμιο Πατρών Τμήμα Φυσικής Εργαστήριο Ηλεκτρονικής. Ψηφιακά Ηλεκτρονικά. Αριθμητικά Συστήματα. Επιμέλεια Διαφανειών: Δ.

Συστήματα Αρίθμησης. Συστήματα Αρίθμησης 1. PDF created with FinePrint pdffactory Pro trial version

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Πράξεις με μπιτ

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ I. 4 η ΔΙΑΛΕΞΗ Αριθμητικά Συστήματα

Σύστημα αρίθμησης. Τρόπος αναπαράστασης αριθμών Κάθε σύστημα αρίθμησης έχει μία βάση R

Αριθμητικά Συστήματα

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

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

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

Ψηφιακά Συστήματα. 1. Συστήματα Αριθμών

Ψηφιακά Κυκλώματα Ι. Μάθημα 1: Δυαδικά συστήματα - Κώδικες. Λευτέρης Καπετανάκης

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Αρχιτεκτονική-Ι. Ενότητα 1: Εισαγωγή στην Αρχιτεκτονική -Ι

Τμήμα Λογιστικής. Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. Μαθήματα 6 και 7 Αναπαράσταση της Πληροφορίας στον Υπολογιστή. 1 Στέργιος Παλαμάς

Πρόγραμμα Επικαιροποίησης Γνώσεων Αποφοίτων ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Εισαγωγή στους Η/Υ & Εφαρμογές

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. Αναπαράσταση Δεδομένων

ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ Ι. Τα επιμέρους τμήματα Η ΟΜΗ TOY ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ. Αναπαράσταση μεγεθών. Αναλογική αναπαράσταση ΚΕΝΤΡΙΚΗ ΜΝΗΜΗ ΜΟΝΑ Α ΕΛΕΓΧΟΥ

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

Λογική Σχεδίαση Ψηφιακών Συστημάτων

Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς

Ελίνα Μακρή

1. ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΡΙΘΜΩΝ. α i. (α i β i ) (1.3) όπου: η= το πλήθος ακεραίων ψηφίων του αριθμού Ν. n-1

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

ΗΜΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία

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

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Γενικά Στοιχεία Ηλεκτρονικού Υπολογιστή

Υπολογιστές Ι. Άδειες Χρήσης. Εισαγωγή. Διδάσκοντες: Αν. Καθ. Δ. Παπαγεωργίου, Αν. Καθ. Ε. Λοιδωρίκης

Κεφάλαιο 1. Συστήματα αρίθμησης και αναπαράστασης

ΕΠΛ 003: ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΚΑΙ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ. Δρ. Κουζαπάς Δημήτριος Πανεπιστήμιο Κύπρου - Τμήμα Πληροφορικής. Αναπαράσταση Δεδομένων

ΕΠΛ 003: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Αναπαράσταση δεδομένων

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ και Μετατροπές Αριθμών

Δυαδικη παρασταση αριθμων και συμβολων

Κεφάλαιο 2. Οργάνωση και διαχείριση της Πληροφορίας στον. Υπολογιστή

1 η Θεµατική Ενότητα : Δυαδικά Συστήµατα

Κεφάλαιο 2. Συστήματα Αρίθμησης και Αναπαράσταση Πληροφορίας. Περιεχόμενα. 2.1 Αριθμητικά Συστήματα. Εισαγωγή

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ & ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Αριθµητική υπολογιστών

Αναπαράσταση Μη Αριθμητικών Δεδομένων

! Δεδομένα: ανεξάρτητα από τύπο και προέλευση, στον υπολογιστή υπάρχουν σε μία μορφή: 0 και 1

[2] Υπολογιστικά συστήματα: Στρώματα. Τύποι δεδομένων. Μπιτ. επικοινωνία εφαρμογές λειτουργικό σύστημα προγράμματα υλικό

Τμήμα Οικιακής Οικονομίας και Οικολογίας. Αναπαράσταση Αριθμών

Εισαγωγή. Πληροφορική

Ψηφιακοί Υπολογιστές

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

Δυαδικό Σύστημα Αρίθμησης

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

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

ΠΛΗ21 Κεφάλαιο 2. ΠΛΗ21 Ψηφιακά Συστήματα: Τόμος Α Κεφάλαιο: 2 Δυαδική Κωδικοποίηση

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών. Πράξεις µε µπιτ

Προγραμματισμός Ηλεκτρονικών Υπολογιστών 1

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. 5 ο Μάθημα. Λεωνίδας Αλεξόπουλος Λέκτορας ΕΜΠ. url:

Αριθμητικά Συστήματα

Συστήµατα Αριθµών, Πληροφορία, και Ψηφιακή Υπολογιστές

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών

ΕΦΑΡΜΟΓΕΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ. Κεφάλαιο 2

Πανεπιστήμιο Δυτικής Μακεδονίας. Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών. Ψηφιακή Σχεδίαση

Εργαστήριο ΨΗΦΙΑΚΗ ΛΟΓΙΚΗ. Εισαγωγή

Εισαγωγή στον Προγραμματισμό

ΕΠΛ031 - Εισαγωγή στον Προγραμματισμό

Εισαγωγή στους Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές. 3 ο Μάθημα. Λεωνίδας Αλεξόπουλος Λέκτορας ΕΜΠ. url:

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Εισαγωγή στους Υπολογιστές

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Πληροφορική Ι. Ενότητα 4 : Πράξεις με bits. Δρ. Γκόγκος Χρήστος

Βασικοί τύποι δεδομένων (Pascal) ΕΠΑ.Λ Αλίμου Γ Πληροφορική Δομημένος Προγραμματισμός (Ε) Σχολ. Ετος Κων/νος Φλώρος

Βασική δοµή και Λειτουργία Υπολογιστή

Transcript:

Εισαγωγή στον Προγραμματισμό Ενότητα 3 Λειτουργίες σε Bits, Αριθμητικά Συστήματα Χρήστος Γκουμόπουλος Πανεπιστήμιο Αιγαίου Τμήμα Μηχανικών Πληροφοριακών και Επικοινωνιακών Συστημάτων

Φύση υπολογιστών Η λειτουργία των υπολογιστών βασίζεται σε ψηφιακά κυκλώματα Οι είσοδοι και έξοδοι αυτών των κυκλωμάτων λαμβάνουν δύο δυνατές τιμές : high voltage, low voltage. Διαφορετικά, true (1), false (0). Άρα, ο υπολογιστής καταλαβαίνει δύο καταστάσεις: 0 και 1 Γιατί να μην χρησιμοποιούνται περισσότερες καταστάσεις, πιο κοντά στην γλώσσα του ανθρώπου; 2

Δυνατότητες Αναπαράσταση πληροφορίας πολλών ειδών: Λογικές τιμές (true ή false) Αριθμούς (16, 2010, -33, 3.14, ) Γράμματα (ʻaʼ, ʻbʼ, ) Διευθύνσεις υπολογιστών, e-mail, Εικονοστοιχεία(pixels), χρώματα, βάθος, κ.α. 3 χρώματα Red, Green, Blue 8 bits για κάθε χρώμα 2 8 = 256 αποχρώσεις 24 bits για κάθε χρώμα 2 24 = 16.777.216 αποχρώσεις Μουσική, Βίντεο Διαχείριση με πολλούς τρόπους: Ανάγνωση και εγγραφή Αριθμητικές λειτουργίες Λογικές λειτουργίες 3

Η πληροφορία στον υπολογιστή Αποθηκεύεται στην κύρια και στην δευτερεύουσα μνήμη Βασική μονάδα αποθήκευσης: δυαδικό ψηφίο (bit- binary digit) byte 1 byte = 8 bits Μονάδες μέτρησης χωρητικότητας 1 Kilobyte (KB) = 2 10 = 1024 bytes 1 Megabyte (MB) = 2 20 = 1024 KBs 1 Gigabyte (GB) = 2 30 = 1024 MBs 1 Terabyte (TB) = 2 40 = 1024 GBs Petabyte, Exabyte, Zettabyte, Yottabyte 4

Αριθμητικά συστήματα Δεκαδικό(βάση10, ψηφία 0, 1, 2,, 9) Κάθε θέση του αριθμού αναπαριστά μια δύναμη του 10 3874= 3x 10 3 + 8x 10 2 + 7x 10 1 + 4x 10 0 Δυαδικό(βάση2, ψηφία 0, 1) Κάθε θέση του αριθμού αναπαριστά μια δύναμη του 2 1110= 1x 2 3 + 1x 2 2 + 1x 2 1 + 0x 2 0 = 14 Δεκαδικό σε δυαδικό: Διαιρούμε επαναληπτικά με 2 και κρατάμε το υπόλοιπο 23/2= 11 Υ= 1 11/2 = 5 Υ= 1 5/2 = 2 Υ= 1 2/2 = 1 Υ= 0 1/2 = 0 Υ = 1 Το δυαδικό του 23 είναι το10111 5

Αριθμητικά συστήματα Οκταδικό(βάση 8, ψηφία 0, 1, 2,, 7) Κάθε θέση του αριθμού αναπαριστά μια δύναμη του 8 7442 8 = 7x 8 3 + 4x 8 2 + 4x 8 1 + 2x 8 0 = 3874 10 Ένα οκταδικό ψηφίο 3 δυαδικά 7442 8 = 111 100 100010 2 Δεκαεξαδικό(βάση 16, ψηφία 0, 1, 2,, 9, Α, Β, C, D, E, F) Κάθε θέση του αριθμού αναπαριστά μια δύναμη του 16 F22 16 = Fx 16 2 + 2x 16 1 + 2x 16 0 = 3874 10 Ένα δεκαεξαδικό ψηφίο 4 δυαδικά F22 16 = 111100100010 2 6

Αριθμητικό σύστημα βάσης b Ψηφία 0, 1, 2,, b-1 Κάθε θέση του αριθμού αναπαριστά μια δύναμη του b, ανάλογη της θέσης Ένας αριθμός nψηφίων με συντελεστές d n-1 d n-2 d 1 d 0 έχει δεκαδικό ισοδύναμο: d n-1 *b n-1 + d n-2 *b n-2 + + d 1 *b 1 + d 0 *b 0 Αν ο αριθμός περιλαμβάνει και κλασματικό μέρος m ψηφίων τότε έχουμε: d n-1 *b n-1 + + d 0 *b 0 + d -1 *b -1 + d -2 *b -2 + + d -m *b -m 7

Αριθμοί σε διαφορετικά συστήματα 8

Αριθμητικές λειτουργίες Πρόσθεση δυο ακεραίων Ένας ακέραιος αποθηκεύεται συνήθως σε 2 ή 4 bytes στην μνήμη Από τα δεξιά προς τα αριστερά προσθέτουμε κάθε ζευγάρι ψηφίων Σημειώνουμε το άθροισμα και προσθέτουμε το κρατούμενο στην επόμενη στήλη 9

Αριθμητικές λειτουργίες Ποιος είναι ο μέγιστος (απρόσημος) ακέραιος που μπορεί να αναπαρασταθεί με 2 bytes σε έναν υπολογιστή; 2 16 1 = 65.535 Τι θα γίνει αν το άθροισμα δυο αριθμών είναι μεγαλύτερο από το μέγιστο ακέραιο; Ότι συμβαίνει και με ένα 5-ψηφιο οδόμετρο ενός αυτοκινήτου που από το 99.999 θα επιστρέψει στο 0, 1, Η αριθμητική αυτή ονομάζεται module 2 n A + B A + B mod 2 n 60.000 + 5.800 = 265 10

Αριθμητικές λειτουργίες Αφαίρεση δύο ακεραίων Γίνεται με χρήση της πρόσθεσης και του συμπληρώματος ως προς 2 του αφαιρετέου. Α Β = Α + Συμπλήρωμα_ως_προς_2(Β) Ισχύει: Συμπλήρωμα_ως_προς_2(Β) = Συμπλήρωμα_ως_προς_1(Β) + 1 Το Συμπλήρωμα_ως_προς_1(Β) υπολογίζεται αντιστρέφοντας κάθε bit του Β. 11

Αριθμητικές λειτουργίες Παράδειγμα αφαίρεσης (υποθέτουμε ακεραίους μήκους 8 bits) 12

Λογικές λειτουργίες σε bits AND(&) OR(I) 13

Λογικές λειτουργίες σε bits XOR(^) 0 εάν ίδια bits 1 διαφορετικά 14

Λογικές λειτουργίες σε bits ΝΟΤ(~) Μετατροπή των 1 σε 0 και αντίστροφα Δώστε μια έκφραση που μηδενίζει τα 3 πρώτα bits (LSBs)ενός αριθμού N για τον οποίο υποθέτουμε πως αποθηκεύεται σε 1 byte. N = N & ~7 15

Λειτουργία shift left shift left (<<) Μετακινεί έναν αριθμό από bits προς τα αριστερά, γεμίζοντας τα κενά με 0. Πολλαπλασιάζει τον αρχικό αριθμό με δυνάμεις του 2 16

Λειτουργία shift right shift right(>>) Μετακινεί έναν αριθμό από bits προς τα δεξιά, γεμίζοντας τα κενά με 0 (για απρόσημους αριθμούς). Διαιρεί τον αρχικό αριθμό με δυνάμεις του 2 17

Κωδικοποίηση συμβόλων Ομαδοποίηση bitsγια την αναπαράσταση συμβόλων (αριθμοί, χαρακτήρες, σημεία στίξης, κ.α.) Κλασικές κωδικοποιήσεις: ASCII, EBCDIC Το ASCII χρησιμοποιεί 7 bits To EBCDIC χρησιμοποιεί 8 bits 18

ΑSCII American Standard Code for Information Interchange Το διάστημα 65-90κωδικοποιεί τα κεφαλαία γράμματα. Το διάστημα 97-122τα πεζά. Ποια είναι η απόσταση κωδικοποίησης μεταξύ πεζών και κεφαλαίων; 19

Άσκηση Χρησιμοποιώντας τους λογικούς τελεστές επάνω σε bits και τη λειτουργία shift right που παρουσιάσαμε σχεδιάστε έναν αλγόριθμο και μετά γράψτε ένα πρόγραμμα σε C, που ζητάει ως είσοδο έναν απρόσημοακέραιο και στη συνέχεια υπολογίζει και τυπώνει το πλήθος των bitsαυτού του αριθμούπου έχουν τιμή 1. Για παράδειγμα, αν δώσουμε τον αριθμό 7 θα πρέπει να μας απαντήσει ότι περιέχει 3 bits με τιμή 1. 20

Ερωτήσεις; 21