Περιεχόμενο: Δομή υπολογιστή Συστήματα αρίθμησης



Σχετικά έγγραφα
ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΉ. Μάθημα 7

Β1.1 Αναπαράσταση Δεδομένων και Χωρητικότητα Μονάδων Αποθήκευσης

Βασική δοµή και Λειτουργία Υπολογιστή

Κεφάλαιο 2. Οργάνωση και διαχείριση της Πληροφορίας στον. Υπολογιστή

2. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΗ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΗ. 2.1 Αριθμητικά συστήματα

Εισαγωγή στην Δομή, Οργάνωση, Λειτουργία και Αξιολόγηση Υπολογιστών

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ Ι. Κεφάλαιο 1 Εισαγωγή στην Δομή, Οργάνωση, Λειτουργία και Αξιολόγηση Υπολογιστών

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

Εισαγωγή στην Πληροφορική ΓΕΝΙΚΟ ΤΜΗΜΑ ΘΕΤΙΚΩΝ ΕΠΙΣΤΗΜΩΝ TEI ΧΑΛΚΙ ΑΣ

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

ΣΥΣΚΕΥΕΣ ΑΠΟΘΗΚΕΥΣΗΣ (ΜΝΗΜΗ)

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

ΕΠΛ 001: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Επανάληψη

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

Εισαγωγή στους Η/Υ & Εφαρμογές

Εισαγωγή στην πληροφορική

Κεφάλαιο 1. Συστήματα αρίθμησης και αναπαράστασης

ΕΠΛ 003: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΕΠΙΣΤΗΜΗ ΤΗΣ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ. Επανάληψη

Εργαστήριο ΨΗΦΙΑΚΗ ΛΟΓΙΚΗ. Εισαγωγή

Εισαγωγή στην Πληροφορική & τον Προγραμματισμό

ΕΙΔΙΚΟΤΗΤΑ: ΤΕΧΝΙΚΟΣ ΕΦΑΡΜΟΓΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ ΜΑΘΗΜΑ: ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

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

ΘΕΜΑ 2. (2,5 µονάδες) Θεωρήστε τρεις κρυφές µνήµες των 512 πλαισίων µε 8 λέξεις ανά πλαίσιο και οργανώσεις αντίστοιχα:

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ Υλικό και Λογισμικό Αρχιτεκτονική Υπολογιστών Δομή, Οργάνωση και Λειτουργία Υπολογιστών 6

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

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

ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΟΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΕΣ

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών

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

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

Ψηφιακά Συστήματα. 1. Συστήματα Αριθμών

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ I Ενότητα 6

5.1 Θεωρητική εισαγωγή

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

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

Εισαγωγή στην επιστήμη των υπολογιστών. ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ και Μετατροπές Αριθμών

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

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

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

ΠΛΗ21 Κεφάλαιο 2. ΠΛΗ21 Ψηφιακά Συστήματα: Τόμος Α Κεφάλαιο: Παράσταση Προσημασμένων Αριθμών Συμπληρώματα

ΚΕΦΑΛΑΙΟ 1 Ψηφιακός Κόσμος

Ελληνική Δημοκρατία Τεχνολογικό Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Ηπείρου. Πληροφορική Ι. Ενότητα 3 : Αναπαράσταση αριθμών στο δυαδικό σύστημα. Δρ.

Εισαγωγή στην επιστήµη των υπολογιστών ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ

1 η Θεµατική Ενότητα : Δυαδικά Συστήµατα

Εισαγωγή στον Προγραμματισμό

Σ ή. : υαδικά. Ε ό. ή Ενότητα

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

Αριθμητικά Συστήματα = 3 x x x x 10 0

Αναπαράσταση Δεδομένων

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

Πρόγραμμα Επικαιροποίησης Γνώσεων Αποφοίτων ΑΡΙΘΜΗΤΙΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

Αριθμητικά Συστήματα

1.4 Αριθμητική υπολογιστών και σφάλματα

ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΕΣ ΕΞΟ ΟΣ

Σύστημα Πλεονάσματος και Αναπαράσταση Αριθμών Κινητής Υποδιαστολής

Πραγµατικοί αριθµοί κινητής υποδιαστολής Floating Point Numbers. Σ. Τσιτµηδέλης ΤΕΙ ΧΑΛΚΙΔΑΣ

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΑΚΑ & ΤΗΛΕΠΙΚΟΙΝΩΝΙΑΚΑ ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ

ΠΡΟΓΡΑΜΜΑ ΣΠΟΥ ΩΝ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗ Ι Ενότητα 8: Συστήματα αρίθμησης

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Επανάληψη Βασικών Στοιχείων Ψηφιακής Λογικής

Εξωτερική Αναζήτηση. Ιεραρχία Μνήμης Υπολογιστή. Εξωτερική Μνήμη. Εσωτερική Μνήμη. Κρυφή Μνήμη (Cache) Καταχωρητές (Registers) μεγαλύτερη ταχύτητα

ΑΡΧΙΤΕΚΤΟΝΙΚΗ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΩΝ II. χειμερινό εξάμηνο & εαρινό εξάμηνο (σε κίτρινο υπόβαθρο)

Αριθµητική υπολογιστών

Ψηφιακοί Υπολογιστές

ΓΕΩΠΟΝΙΚΗ ΣΧΟΛΗ ΑΠΘ Εργαστήριο Πληροφορικής στη Γεωργία

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

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία ιάλεξη 12

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

Εισαγωγή στην Επιστήμη των Υπολογιστών

Περιεχόµενα. I Βασικές Γνώσεις 1

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

Πράξεις με δυαδικούς αριθμούς

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

1ο. Η αριθµητική του υπολογιστή

10-δικό δικό

ΦΥΛΛΟ ΠΛΗΡΟΦΟΡΙΩΝ. Μονάδες μέτρησης χωρητικότητας μνήμης - Η περιφερειακή μνήμη

Εισαγωγή στην Πληροφορική

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

ΗΜΥ 100 Εισαγωγή στην Τεχνολογία

Εφαρµογές Υπολογιστών Βασίλης Μπλιάµπλιας Γεωργία Τσούτσου Γιώργος Συνάπαλος

ΗΥ 232. Οργάνωση και Σχεδίαση Υπολογιστών. Διάλεξη 1. Εισαγωγή στο μάθημα. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων

Αναπαράσταση Δεδομένων (2 ο μέρος) ΜΥΥ-106 Εισαγωγή στους Η/Υ και στην Πληροφορική

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

Οργάνωση Υπολογιστών (ΙI)

Σφάλματα (errors) Σε κάθε υπολογισμό μιας πραγματικής ποσότητας υπάρχει σφάλμα

Εισαγωγή στην Πληροφορική

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

Δύο είναι οι κύριες αιτίες που μπορούμε να πάρουμε από τον υπολογιστή λανθασμένα αποτελέσματα εξαιτίας των σφαλμάτων στρογγυλοποίησης:

Εισαγωγή στους Η/Υ. Γιώργος Δημητρίου. Μάθημα 1 ο

ΗΥ 134. Εισαγωγή στην Οργάνωση και στον Σχεδιασμό Υπολογιστών Ι. Διάλεξη 1. Εισαγωγή. Νίκος Μπέλλας Τμήμα Μηχανικών Η/Υ, Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων

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

Σύστημα Πλεονάσματος. Αναπαράσταση Πραγματικών Αριθμών. Αριθμητικές Πράξεις σε Αριθμούς Κινητής Υποδιαστολής

ΘΕΜΑ : ΨΗΦΙΑΚΑ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΑ DIGITAL ELECTRONICS

Αρχιτεκτονική Υπολογιστών II Ενδεικτικές απαντήσεις στα θέματα των εξετάσεων

Κεφάλαιο 4 ο. Ο Προσωπικός Υπολογιστής

Συνδυαστικά Λογικά Κυκλώματα

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

Transcript:

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 των µονάδων. Στο σχήµα δίνεται η δοµή ενός τυπικού προσωπικού υπολογιστή. Η ΚΜΕ είναι η πλέον πολύπλοκη µονάδα του υπολογιστή και έχει την όλη υπευθυνότητα για την εκτέλεση των προγραµµάτων. Αποτελείται από τη Μονάδα Επεξεργασίας.εδοµένων (Data Path) και τη Μονάδα ελέγχου (Control Unit). Η Μονάδα Επεξεργασίας.εδοµένων µε τη σειρά της αποτελείται από κυκλώµατα για την εκτέλεση αριθµητικών και λογικών πράξεων και ένα σύνολο καταχωρητών, που ο αριθµός τους ποικίλλει από υπολογιστή σε υπολογιστή. Στη µνήµη ενός υπολογιστή αποθηκεύονται τα δεδοµένα, που θα επεξεργαστεί ο υπολογιστής, και τα προγράµµατα, που καθορίζουν την επεξεργασία που θα γίνει. Είναι γενικά επιθυµητό η µνήµη να είναι πολύ µεγάλης χωρητικότητας και τόσο γρήγορη όσο και η ΚΜΕ, ώστε η ΚΜΕ να µην καθυστερεί κατά την επικοινωνία της µε τη µνήµη..υστυχώς, αφενός οι πολύ γρήγορες µνήµες είναι πολύ ακριβές αφετέρου, για κατασκευαστικούς λόγους, µνήµες µεγάλης χωρητικότητας είναι πιο αργές από µνήµες µικρότερης χωρητικότητας της ίδιας τεχνολογίας..εν είναι, λοιπόν, δυνατό (εκτός από πολύ µικρά συστήµατα ειδικού σκοπού) να χρησιµοποιούµε µία µόνο µνήµη υψηλής ταχύτητας. Γι αυτό, λοιπόν, το λόγο τα προς επεξεργασία δεδοµένα και τα προγράµµατα αποθηκεύονται σε µία ποικιλία από διαφορετικές µονάδες µνήµης µε πολύ διαφορετικά χαρακτηριστικά. Αυτές οι µονάδες µαζί µε τους αλγόριθµους που χρειάζονται για τον έλεγχο και τη διαχείριση της µνήµης αποτελούν το σύστηµα µνήµης του υπολογιστή. Μεταξύ των µονάδων µνήµης διακρίνουµε τους καταχωρητές, την κύρια µνήµη και τη βοηθητική ή δευτερεύουσα µνήµη. Θα πρέπει να σηµειώσουµε ότι, αν και η φυσική θέση των καταχωρητών είναι στην ΚΜΕ, οι καταχωρητές ανήκουν στο σύστηµα της µνήµης. Στον υπολογιστή του σχήµατος το σύστηµα µνήµης αποτελείται από τους καταχωρητές, που δεν φαίνονται στο σχήµα διότι περιέχονται στην ΚΜΕ, την Μ.Μ, την κρυφή µνήµη, την κύρια µνήµη και τη µνήµη µαγνητικού δίσκου συµπεριλαµβανοµένου του ελεγκτή της. Η χωρητικότητα κάθε καταχωρητή µετριέται µε το πλήθος των δυαδικών ψηφίων (bits) ή ψηφιολέξεων (bytes), που µπορούν να αποθηκευτούν σ αυτόν. Το δυαδικό ψηφίο παίρνει την τιµή 0 ή 1 και µία ψηφιολέξη αποτελείται από οκτώ 3

δυαδικά ψηφία. Η χωρητικότητα της κύριας µνήµης, όπως και της κρυφής και της βοηθητικής µνήµης ενός υπολογιστή, µετριέται σε: Kbytes ή KB, 1 KB = 210 bytes =1024 bytes Mbytes ή MB, 1 MB = 220 bytes =1024 Kbytes Gbytes ή GB, 1 GB = 230 bytes =1024 Mbytes Συνήθως, λόγω του µεγέθους της, η χωρητικότητα της κρυφής µνήµης µετράται σε ΚΒ, της κύριας σε ΜΒ και της βοηθητικής σε GΒ. Οι µονάδες εισόδου/εξόδου χρησιµοποιούνται για την επικοινωνία του υπολογιστή µε τον εξωτερικό κόσµο. Η κύρια λειτουργία των µονάδων εισόδου/εξόδου είναι να µετατρέπουν την πληροφορία από µία φυσική αναπαράσταση σε κάποια άλλη. Οι µονάδες εισόδου µετατρέπουν την πληροφορία από µια από τις µορφές που χρησιµοποιούνται στην κοινωνία µας, σε µια από τις µορφές που χρησιµοποιεί ο υπολογιστής για την εσωτερική αναπαράσταση της πληροφορίας. Οι µονάδες εξόδου κάνουν το αντίστροφο. Στον υπολογιστή του σχήµατος µονάδες εισόδου/εξόδου είναι η οθόνη και το πληκτρολόγιο συµπεριλαµβανοµένων των ελεγκτών τους. Το σύστηµα διασύνδεσης αποτελείται από τις αρτηρίες διασύνδεσης των διαφόρων µονάδων του συστήµατος. Ο ελεγκτής δικτύου µπορεί να θεωρηθεί και σαν µονάδα εισόδου/εξόδου. 4

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΑΡΙΘΜΗΣΗΣ ΥΛΟΠΟΙΗΣΗ ΒΑΣΙΚΩΝ ΠΡΑΞΕΩΝ Το δυαδικό σύστηµα είναι αυτό που υλοποιείται άµεσα στον υπολογιστή. Επειδή στην καθηµερινή ζωή χρησιµοποιούµε δεκαδικούς αριθµούς, οι αριθµοί που εισέρχονται στον υπολογιστή θα πρέπει κατ αρχήν να µετατραπούν από το δεκαδικό στο δυαδικό σύστηµα αρίθµησης. Οµοίως η µετατροπή από το δυαδικό στο δεκαδικό σύστηµα είναι µέρος της διαδικασίας εξόδου του υπολογιστή. Η διαδικασία µετα τροπής ενός δεκαδικού αριθµού σε δυαδικό είναι χρονοβόρα. Σε αρκετές όµως περιπτώσεις απαιτείται η διαδικασία µετατροπής από το ένα σύστηµα αρίθµησης στο άλλο να γίνεται πολύ γρήγορα. Η µετατροπή γίνεται εύκολα κωδικοποιώντας κάθε δεκαδικό ψηφίο ξεχωριστά µε µία ακολουθία δυαδικών ψηφίων. Υπάρχουν διάφοροι τρόποι για να γίνει η αντιστοίχηση ενός δεκαδικού ψηφίου σε µία ακολουθία δυαδικών ψηφίων και αντίστροφα. Ο πλέον ευρέως χρησιµοποιούµενος είναι κάθε δεκαδικό ψηφίο να παριστάνεται µε τη δυαδική του αναπαράσταση χρησιµοποιώντας τέσσερα δυαδικά ψηφία. Τότε λέµε ότι χρησιµοποιούµε δυαδικά κωδικοποιηµένους δεκαδικούς αριθµούς (Binary Coded Decimal, BCD, numbers). Για την αναπαράσταση των αριθµών στον υπολογιστή χρησιµοποιούµε την παράσταση σταθερής υποδιαστολής (fixed point representation) και την παράσταση κινητής υποδιαστολής (floating point representation). 5

6

7

8

9

10

11

12