1 / 17

Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky,

Princípy počítačového inžinierstva prof. Ing. Liberios Vokorokos, PhD, Ing. Branislav Madoš, PhD. Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Technická univerzita v Košiciach. Obsah. Zobrazovanie informácií v počítači Strojové formáty inštrukcií Adresovacie módy

thu
Download Presentation

Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky,

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author. Content is provided to you AS IS for your information and personal use only. Download presentation by click this link. While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server. During download, if you can't get a presentation, the file might be deleted by the publisher.

E N D

Presentation Transcript


  1. Princípy počítačového inžinierstva prof. Ing. Liberios Vokorokos, PhD, Ing. Branislav Madoš, PhD. Katedra počítačov a informatiky, Fakulta elektrotechniky a informatiky, Technická univerzita v Košiciach

  2. Obsah • Zobrazovanie informácií v počítači • Strojové formáty inštrukcií • Adresovacie módy • Zobrazovanie viacbajtových objektov • Inštrukčne orientované architektúry Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  3. Zobrazovanie informácií v počítači(1) • V elektronických počítačoch sú informácie zobrazované pomocou fyzikálnej veličiny elektrické napätie • Dva prístupy k reprezentácii informácie: • Analógová reprezentácia - využíva spojito sa meniace fyzikálne vlastnosti materiálov. • Digitálna (číslicová) reprezentácia – používa symboly, prostredníctvom ktorých reprezentuje informácie ako postupnosti diskrétnych hodnôt. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  4. Zobrazovanie informácií v počítači(2) • Logická polarita obvodov – na vyjadrenie dvoch stavov je možné použiť ľubovoľné dva stavy elektrického napätia • Kladná polarita • TRUE, 1, HIGH = +10 voltov , FALSE, 0, LOW = 0 voltov • TRUE, 1, HIGH = 0 voltov , FALSE, 0, LOW = - 10 voltov • Záporná polarita • TRUE, 1, HIGH = + 5 voltov , FALSE, 0, LOW = +10 voltov • TRUE, 1, HIGH =-10 voltov , FALSE, 0, LOW = - 5 voltov Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  5. Zobrazovanie informácií v počítači(3) • Register – je špeciálny vysokorýchlostný úložný priestor v centrálnej procesorovej jednotke (CPU). • Zložený je z pamäťových elementov – bitov (binary digit) • Bity sú číslované sprava doľava, počnúc 0 • 0 bit je najmenej významný • n-1 bit je najvýznamnejší • Registre • Univerzálne • Špeciálne – akumulátor, smerník zásobníka Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  6. Zobrazovanie informácií v počítači(4) • Pamäť – je skupina rovnakých buniek, z ktorých každá je definovaná pozíciou – adresou • Každá pamäťová bunka môže byť špecifikovaná rovnako ako register Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  7. Zobrazovanie informácií v počítači(5) • Zobrazovanie informácií v počítači – pomocou binárnych kódov (bitových kódov), teda postupností 0, 1. • Číselné informácie • Číselné sústavy – pozičné číselné sústavy s prirodzeným sledovaním váh • Nečíselné informácie • Textové údaje • Grafické údaje • Zvukové údaje Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  8. Zobrazovanie informácií v počítači(6) • Textové údaje – sú reprezentované ako postupnosti znakov – reťazce • Znak je prvok z konečnej množiny písmen a symbolov, určených na znázorňovanie informácií • Znakové sady: • 6 –bitové kódy – CDC 6600 písmená, číslice a špeciálne znaky (malé a veľké písmená sa nerozoznávali) • 7-bitové kódy – ASCII (American Standard Code for Information Interchange) v definovaný v štandarde ISO • 8-bitové kódy – aj kvôli bajtovej orientácii počítačov • EBCDIC (Extended Binary Code Decimal Interchange Code) • Extended ASCII • 16-bitové kódovanie - Unicode Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  9. Zobrazovanie informácií v počítači(7) • Grafické údaje • Rastrové zobrazenie – grafická informácia je vyjadrená konečným počtom bodov rozložených v pravouhlej dvojrozmernej matici, kde každému bodu je priradený atribút (farba, jas, blikanie), bod je označovaný ako pixel • Vektorové zobrazenie – grafická informácia je zapísaná prostredníctvom vyšších elementov – úsečka, kružnica, obdĺžnik a ich atribútov – hrúbka čiary, farba apod. Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  10. Strojové formáty inštrukcií(1) • Súbor inštrukcií je množina inštrukcií, z ktorých každá reprezentuje určitú operáciu centrálnej procesorovej jednotky (CPU) • Triedy inštrukcií • Inštrukcie prenosu údajov – prenos medzi registrami a pamäťou • Aritmetické inštrukcie - sčítanie, odčítanie, násobenie atd. • Inštrukcie boolovskej logiky – AND, OR, NOT, XOR • Inštrukcie posunov a rotácií • Inštrukcie s jedným operandom – inkrementácia, dekrementácia • Inštrukcie bitových manipulácií – nastavovanie jednotlivých bitov registrov Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  11. Strojové formáty inštrukcií(2) • Inštrukcia • Operačný kód (Opcode) • Vstupný operand (operandy) • Výstupný operand (operandy) • Operandy inštrukcie • Adresy • Čísla • Znaky • Logické údaje • Dĺžka inštrukcie • Pevná • Premenlivá Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  12. Adresovacie módy(1) • Adresovacie módy – definujú spôsob, akým sa sprístupňujú operandy pre inštrukcie strojového kódu • Okamžitý mód – operand je obsiahnutý v inštrukcii • Registrový mód – operand je obsiahnutý v registri procesora • Absolútny mód – operand je uložený v pamäti na špecifikovanej adrese • Nepriame adresovacie módy - špecifikované miesto neobsahuje operand, ale efektívnu adresu • Nepriamy registrový mód • Nepriamy pamäťový mód Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  13. Zobrazovanie viacbajtových objektov(1) • Usporiadanie bajtov objektov • Veľký endian – číslovanie bajtov MSB 3 2 1 0 LSB • Malý endian – číslovanie bajtov MSB 0 1 2 3 LSB • (1025) 10 = (00000000 00000000 00000100 00000001) 2 Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  14. Zobrazovanie viacbajtových objektov(2) • Zarovnávanie bajtov • Zarovnávané sprístupňovanie bajtov • Nezarovnávané sprístupňovanie bajtov Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  15. Inštrukčne orientované architektúry(1) • Dva základné typy inštrukčne orientovaných architektúr (Instruction Set Architecture - ISA) • Architektúra CISC – Complex Instructions Set Computer • Architektúra RISC – Reduced Instructions Set Computer • Architektúra CISC • Rozsiahly súbor inštrukcií • Komplexné operácie • Komplexné adresovacie módy • Komplexný hardvér • Minimálny počet inštrukcií pre riešenie konkrétnej úlohy • Jednoduchšie programovanie, jednoduchší kompilátor Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  16. Inštrukčne orientované architektúry(2) • Architektúra RISC • Redukovaný súbor inštrukcií • Jendoduchšie inštrukcie • rýchle vykonanie • Jednotná dĺžka inštrukcie • Operandy musia byť v registroch • Veľký počet registrov • Jednoduché adresovacie módy • jednoduchý hardvér • Väčší počet inštrukcií pre riešenie konkrétnej úlohy • Zložité úlohy rieši kompilátor – poskladá riešenie z jednoduchších inštrukcií Princípy počítačového inžinierstva, prednáška č. 7.

  17. Ďakujem za pozornosť

More Related