Tietokonetekniikka 4 Tieto ja tiedon talletus

1. Tietokonetekniikka4 Tieto ja tiedon talletus • Lähde: Haltsonen, S., Rautanen, E. • Pieka 25.01.2009 4 Tieto ja tiedon talletus

2. 4.1 Loogisten signaalien arvot ja tasot • Signaalin arvot 0 (Low, L) ja 1 (High, H) • loogiset tasot (logiclevel) • CMOS logiikassa käyttöjännitteellä 3 V • Jännitealue 0-0,9 V vastaa loogista tasoa L • Jännitealue 2,1-3,0 V vastaa loogista tasoa H • Signaali on ykkösenä aktiivinen. Active-high • Signaali on nollana aktiivinen. Active-low • RD* ja WR* 4 Tieto ja tiedon talletus

3. Bitti, Muistikenno 1) ROM 2) PROM 3) EPROM, EEPROM, Flash 4) SRAM 5) DRAM 4 Tieto ja tiedon talletus

4. Tiedon esitysmuodot • Laskettaessa käytetään • Kiinteän pilkun lukuja (fixed - pointnumber) • Etumerkittömiä kokonaislukuja • Kahdenkomplementtimuodossa olevia kokonaislukuja • Murto-osa lukuja (signaaliprosessoreissa) • Liukulukuja (floating - pointnumber) • Yksittäisiä bittejä käytetään mikro-ohjaimissa. 4 Tieto ja tiedon talletus

5. 4.3 Sana ja Sananpituus4.3.1 Perinteisen tietokoneen sana • Perinteinen tietokone voi käsitellä vain tiettyä bittimäärää. Näitä bittejä kutsutaan sanaksi. • ”Bittien siirtomäärä, dataväylän leveys, jne. ” • Vaihtelee eri tietokoneilla: • 8, 16, 32 tai 64 bittiä eli 1, 2, 4 tai 8 tavua. • Nolla perusteinen, bitin indeksointi alkaa 0:sta. 4 Tieto ja tiedon talletus

6. 4.3.2 Mikroprosessorin sana • Big-endian -periaate • Sanan vähiten merkitsevä tavu on talletettu suurimpaan muistiosoitteeseen. • Ks. 32 - bittinen talletus ! • Käytetyt muistipaikat ovat n…n+3. • Little-endian -periaate • Sanan vähiten merkitsevä tavu on talletettu pienimpään muistiosoitteeseen. • Ks. 32 - bittinen talletus ! 4 Tieto ja tiedon talletus

7. Little-endian -periaate 4 Tieto ja tiedon talletus

8. Big-endian -periaate 4 Tieto ja tiedon talletus

9. 4.4 Tiedon talletus 4 Tieto ja tiedon talletus

10. 4.4.1 Muisti 4 Tieto ja tiedon talletus

11. Kuva 4-2. Tietokoneen muisti 4 Tieto ja tiedon talletus

12. 4.4.2 Rekisterit • Rekisteri on kuten muistipaikka, joka koostuu biteistä. • Suuri nopeus ja usein ALU:n käytössä • Varattu erikoiskäyttöön • esim. Bittikohtainen tai I/O-väylä -kohtainen käsittely • I/O –rekisterien takana on ohjelmoitavat I/O –moduulit. • PC:n rekisterit … PC_rekisterit_esitelmä.ppt • Kantarekisterit (base), indeksirekisterit (index) • MO:n rekisterit ja I/O –alue • Ohjaus-, tila- sekä luku- ja kirjoitusrekisterit 4 Tieto ja tiedon talletus

13. atmega128 –mikro-ohjaimen SRAM -muisti 32 kpl Yleiskäyttöistä rekisteriä (GBR) 64 kpl I/O rekisteriä 160 kpl lisää I/O rek. Sisäiset muuttujat Heap (keko) Pino-osoitin (SP) Ulkoinen SRAM muuttujille 4 Tieto ja tiedon talletus

14. Esimerkkejä rekistereistä • Akku (accumulator) • Joillakin konekäskyillä lähde tai kohde rekisterinä on akku. • Lippurekisteri (flagregister) ks. Taulukko 4-1 ! • Kätketty tai näkyvä • Ohjelman tilasana (program status word, PSW) • Ohjelmoitava ohjauslippu (Controlflag) • SREG:n 7. bitti, kaikki keskeytykset kielletty tai sallittu • Käsky kerrallaan 4 Tieto ja tiedon talletus

15. Taulukko 4-1. Tilaliput 4 Tieto ja tiedon talletus

16. 4.4.3 Pino (stack) • Pino sijaitsee datamuistissa ja koostuu muistipaikoista. • LIFO –tyyppinen (last-in – first-out) datarakenne • Talletus vapaaseen paikkaan pinon päälle. • Luettava alkio on aina pinon päällimmäinen. • Pinon pohja (botton) • Pinon huippu (top) 4 Tieto ja tiedon talletus

17. PUSH ja POP 4 Tieto ja tiedon talletus

18. Kuva 4-3. Pinon rakenne ja toiminta 4 Tieto ja tiedon talletus

19. 4 Tieto ja tiedon talletus

20. Kuva 4-4. Pino-osoittimen toiminta 4 Tieto ja tiedon talletus