Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

Η παρουσίαση φορτώνεται. Παρακαλείστε να περιμένετε

EΠΛ121 Ψηφιακά Συστήματα Καλή Χρονιά και καλωσορίσατε (πισω!) Πληροφορίες για το ΕΠΛ121 Εισαγωγή στους ψηφιακούς υπολογιστές και πληροφορία.

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Παρουσίαση με θέμα: "EΠΛ121 Ψηφιακά Συστήματα Καλή Χρονιά και καλωσορίσατε (πισω!) Πληροφορίες για το ΕΠΛ121 Εισαγωγή στους ψηφιακούς υπολογιστές και πληροφορία."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 EΠΛ121 Ψηφιακά Συστήματα Καλή Χρονιά και καλωσορίσατε (πισω!) Πληροφορίες για το ΕΠΛ121 Εισαγωγή στους ψηφιακούς υπολογιστές και πληροφορία

2 Γιατί παίρνετε το EΠΛ121; Η ωρα του μαθηματος ειναι βολικη Απαιτειται στον καταλογο σπουδων Απεριοριστη περιεργεια να μαθετε για τους υπολογιστες Σας αρεσει να δουλευεται σκληρα και εξυπνα Ειναι εξαιρετικα απολαυστικο μαθημα (ΑΠΟΛΥΤΑ!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!)

3 Επίπεδα Λογισμικού Λογισμικό Εφαρμογών ( Application Software ) Γλώσσες Υπολογιστή ( Computer Languages ) Λειτουργικό Σύστημα ( Operating System ) Υλικό ( Hardware) Αρχιτεκτονική 131,132, , , ,242,244

4

5

6

7

8 Τι θα μάθετε στο ΕΠΛ121; Μεθόδους ανάλυσης και σχεδιασμού υλικού: Ψηφιακών Συστημάτων Χρήση Μεθόδων: –χαρτί (paper design) –λογισμικό (σχεδιασμό/προσομοίωση -simulation) –υλικό (hardware) Πρακτική:Πρακτική: σχεδιασμός-προσομοίωση-υλοποίηση συστημάτων

9 ΕΠΛ121 Α Β

10 Ψηφιακοί Υπολογιστές και Πληροφορία Κοινωνια της Πληροφοριας Πληροφορια διεπει σχεδον τα παντα Ευρεια χρηση ψηφιακων συστηματών για επεξεργασία και αποθήκευση πληροφοριών Ψηφιάκα Συστήματα Γενικής Χρησεώς (προγραμματιζόμενα) –προσωπικός υπολογιστής, servers Εξειδικεύμενης (περιορισμενός προγραμματισμός) –mobile phones, πλυντήριο, αύτοκίνητο, CD player, gameboy

11 Βασική Δομή Ψηφιακού Συστήματος Moνάδα Ελέγχου (Control Unit) Επεξεργαστης Μνημη (memory) Εισοδος/Εξοδος (Input/Output) Διαδρομος Δεδομενων (Datapath)

12 Βασική Δομή Υπολογιστή Οθονη, Εκτυπωτης Πληκτρολογιο, Ποντικι, Δισκος Moναδα Ελεγχου (Control Unit) Επεξεργαστης (CPU, processor) Iεραρχια Μνημης 1st level cache 2nd level cache main memory δισκος Προσβαση σε Δευτερευουσα Μνημη, Δικτυο, Διαδυκτυο Μνημη (memory) Εισοδος/Εξοδος (Input/Output) Διαδρομος Δεδομενων (Datapath)

13 Δομή Μαθήματος Αναπαρασταση πληροφοριας σε Ψηφιακά Συστήματα Συνδυαστικά Κυκλώματα –Διάδρομος Δεδομένων Ακολουθιακά Κυκλώματα –Μονάδα Ελέγχου, Διάδρομος Δεδομένων, Μνήμη Μνήμη Διάδρομος Δεδομένων ενος επεξεργαστή

14 Αναπαρασταση Πληροφοριας Αναπαρασταση πληροφοριων σε υπολογιστες με ψηφιακα διακριτα σηματα transistors –voltage/current, transistors binaryΤυπικα δυο σηματα (binary) –High/Low –True/False –1/0 binary digitbitΔυαδικο ψηφιο (binary digit): 1 bit Αναπαρασταση πληροφοριων με bits (εντολες και δεδομενα)

15 Αναπαρασταση Αριθμων: Δεκαδικο Συστημα = 7 x x x x10 -1 –γραφουμε το αριστερα εννοουμε το δεξια A n-1 A n-2 …A 1 A 0.A -1 A -2 …A -m+1 A -m –n ψηφια αριστερα (ακεραιο) υποδιαστολης και m ψηφια δεξια (κλασματικο) –A i ενα απο τα ψηφια (0,1,2,3,4,5,6,7,8,9) –i ειναι η θεση με βαρος 10 i Βαση 10 (base 10) - Δεκαδικο (decimal)

16 Αναπαρασταση Αριθμων: Βαση r A n-1 r n-1 +A n-2 r n-2 +…+A 1 r 1 +A 0 r 0 +A -1 r -1 +A -2 r A -m+1 r -m+1 +A -m r -m A i ενα απο τα ψηφια (0,1,2,…,r-1) A n-1 most significant digit(msd) A -m least significant digit(lsd) (76.3) 9 –βαση 9: ολα ψηφια μεταξυ 0 και 8 Βαση msd lsd

17 Αναπαρασταση Αριθμων: Βαση 2:Δυαδικο Συστημα(Binary) μονο δυο ψηφια 0 και 1 βαρoς θεσης i ειναι 2 i Μετατροπη απο βαση-2 σε βαση-10 –(11010) 2 =1x2 4 +1x2 3 +0x2 2 +1x2 1 +0x2 0 = (26) 10 –( ) 2 = ( ) 10

18

19 Oκταδικό και Δεκαεξαδικό Σύστημα (octal και hexadecimal) Βαση-8: 0,1,2,3,4,5,6,7 –(173.04) 8 = ( ) 10 Βαση-16: 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,Α,Β,C,D,E,F –(B6A3) 16 = ( ) 10 8=2 3 : καθε οκταδικο ψηφιο αντιστοιχει σε 3 δυαδικα ψηφια 16=2 4 : καθε δεκαεξαδικο ψηφιο αντιστοχει σε 4 δυαδικα ψηφια Πιο ευκολοδιαβαστο απο 0/1, απλη μετατροπη

20 Patterns των bits

21 Xρησιμα... Αν το (ν) 10 =2 n και n 0,1,2.. –(v) 10 =( n ) 2 –(256) 10 = 2 8 = ( ) 2 ενα n –στο binary η ακεραια αναπαρασταση περιεχει ενα 1 και n 0 στα δεξια του 1 Αν το (ν) 10 = 2 n -1 και n 1,2.. –(v) 10 =( n-1 1 n ) 2 –(255) 10 = = ( ) 2 n –αναπαρασταση περιεχει n 1

22 Μετατροπη bin2oct, oct2bin, bin2hex, hex2bin ( ) 2 = ( ) 8 ( ) 8 = ( ) 2 ( ) 8 = ( ) 2 ( ) 2 = ( ) 16 (B60.FA1) 16 = ( ) 2 Πως oct2hex hex2oct;

23 Πεδίο Τιμών (number ranges) Περιορισμενο πεδιο τιμων λογο καθορισμενου αριθμου bits στο υλικο ενος υπολογιστη (εφαρμογες, αρχιτεκτονικη, υλοποιηση) –Υπολογιστες σημερα αναπαραστουν τιμες συνηθως με 8,16,32,64 και 128 bits Με 2 bits ποσοι διαφορετικοι συνδυασμοι;

24 Πεδιο Τιμων (number ranges) Με n bits ποσες διαφορετικες τιμες; 2 n Με 16 bits –2 16 διαφορετικες τιμες –απροσημοι ακεραιοι: 0 μεχρι (65535) –16 bit αναπαρασταση του Προεκταση: προγραμματα επεξεργαζονται αμεσα μονο υποσυνολα αριθμων (int, float) Leading Zeros: συνηθως θα τα αγνοουμαι στο χαρτι

25 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Ανεξαρτητα βασης;κανονες ιδιοι με βαση10 Προσθεση Α + Β Α01100 Β Aθροισμα(sum)

26 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Ανεξαρτητα βασης;κανονες ιδιοι με βαση10 Προσθεση Α + Β Kρατουμενο(carry) Α01100 Β Aθροισμα(sum)11101 Eπιβεβαιωση...

27 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Ανεξαρτητα βασης;κανονες ιδιοι με βαση10 Προσθεση Α + Β Kρατουμενο(carry) Α Β Aθροισμα(sum)11101

28 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Ανεξαρτητα βασης;κανονες ιδιοι με βαση10 Προσθεση Α + Β Kρατουμενο(carry) Α Β Aθροισμα(sum) Eπιβεβαιωση...

29 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Ανεξαρτητα βασης;κανονες ιδιοι με βαση10 Προσθεση Α + Β Kρατουμενο(carry) Α Β Aθροισμα(sum) a i b i c i c i+1 s i

30 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Ανεξαρτητα βασης;κανονες ιδιοι με βαση10 Προσθεση Α + Β Kρατουμενο(carry) Α Β Aθροισμα(sum) a i b i c i c i+1 s i

31 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Αφαιρεση A-B Α Β Διαφορα(differ.)

32 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Αφαιρεση A-B Kρατουμ.(borrow) Α Β Διαφορα(differ.) Eπιβεβαιωση...

33 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Αφαιρεση A-B Kρατουμ.(borrow) Α Β Διαφορα(differ.) Α10110 Β Διαφορα(differ.)

34 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Αφαιρεση A-B Kρατουμ.(borrow) Α Β Διαφορα(differ.) Α Β Διαφορα(differ.)

35 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Αφαιρεση A-B Kρατουμ.(borrow) Α Β Διαφορα(differ.) Α Β Διαφορα(differ.)-

36 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Αφαιρεση A-B Kρατουμ.(borrow) Α Β Διαφορα(differ.) Kρατουμ.(borrow) Α Β Διαφορα(differ.) Eπιβεβαιωση...

37 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Πολλαπλασιασμος AxB Α10110 Β 110x

38 Binary Αριθμητικη (arithmetic) Πολλαπλασιασμος AxB Α10110 Β 110x Γινομενο(prod.) Eπιβεβαιωση…

39 Hex Arithmetic Για καθε ζευγος ψηφιων –Ηex2Dec, –Προσθεση –Dec2Hex Α+Β Α 59F Β E46+

40 Hex Arithmetic Για καθε ζευγος ψηφιων –Ηex2Dec, –Προσθεση –Dec2Hex Α+Β Carry1010 Α 59F Β E46+ 13E5

41 γνωστοΠως; Μετατροπη Βασης r2n (base conversion) Εαν r και n ειναι δυναμη του δυο ‘‘ευκολη διαδικασια’’ Αλλιως r2decimal, decimal2n

42 Mετατροπη decimal2r Ξεχωριστος αλγοριθμος για ακεραιο και κλασματικο μερος –Ακεραιο: διαιρουμε τον αριθμο με r σημειωνουμαι το πηλικο και το υπολοιπο σταματα αν το πηλικο ειναι 0 επαναλαβε αλλα με διαρεταιο το πηλικο dec2oct, (153) 10 = ( ) 8 ΠΥ 231r

43 dec2bin (41) 10 = ( ) 2 ΠΥ

44 dec2r Κλασματικο Μερος Αλγοριθμος –πολλαπλασιαζουμε τον αριθμο με r –σημειωνουμαι το ακεραιο μερος του γινομενου –σταματα αν το κλασματικο μερος του γινομενου ειναι 0 –επαναλαβε αλλα με πολλαπλασιασταιο το κλασματικο μερος

45 dec2r Κλασματικο Μερος (0.6875) 10 =( ) 2 ΓαΓκ

46 dec2r Κλασματικο Μερος (0.513) 10 = ( ) 8 μεχρι 3 κλασματικα ψηφια ΓαΓκ Ακριβεια και Στρογγυλοποιηση ( ) 10 = ( ) 8 Προσοχη Προσοχη: ιδια τιμη στο ακεραιο και κλασματικο για μια βαση διαφορετικη αναπαρασταση σε αλλη βαση (5.5) 10 = (101.1) 2

47 Κωδικοποιησεις Aνθρωποι ανετοι με το δεκαδικο Υπολογιστες με το δυαδικο Δεν μιλουν/γραφουν ολοι αγγλικα Αναγκη για κωδικοποιηση –Βinary-Coded Decimal (BCD) (ιστορικο) –ASCII –UNICODE

48 Κωδικοποιηση Aναπαρασταση με n-bit κωδικες (2 n μοναδικοι κωδικες:0 - 2 n -1) ενος συνολου στοιχειων Συνολο με r στοιχεια χρειαζεται n=ceil(log 2 r) bits ωστε καθε στοιχειο να εχει μοναδικη κωδικα –Συνολο με 4 στοιχεια μπορει να κωδικοποιηθει με 2-bit κωδικες (00,01,10,11) Προεκταση:συνολα με περισσοτερα (απειρα) στοιχεια απο μοναδικους κωδικες μπορει να αναπαρασταθουν, αλλα πολλα στοιχεια θα εχουν τον ιδιο κωδικα (πχ πραγματικοι αριθμοι)

49 ΒCD Κωδικοποιηση δεκαδικων σε δυαδικο –ceil(log 2 10)= 4bits για καθε δεκαδικο ψηφιο –16-10 = 6 συνδυασμοι δεν χρησιμοποιουνται Πιο συχνη κωδικοποιηση decBCD

50 BCD Eνας δεκαδικος με ν ψηφια χρειαζεται 4ν bits για να αναπαρασταθει στο ΒCD –(2042) 10 = ( ) BCD –(2042) 10 = ( ) 2 –σημασια bits εξαρταται απο την κωδικοποιηση που χρησιμοποιηται (χαρτι και μηχανη) + Πιο ευκολη η μετατροπη dec2bin για ΒCD - Δεν χρησιμοποια ολους τους συνδυασμους

51 Προσθεση σε ΒCD Binary προσθεση ανα δυο ψηφια. Χρειαζεται προσαρμογη οταν το αθροισμα ειναι >9: –carry στο επομενο ζευγος –προσθεση 6 στο αθροισμα για σωστο ΒCD κωδικα

52 Προσθεση σε ΒCD Binary προσθεση ανα δυο ψηφια. Χρειαζεται προσαρμογη οταν το αθροισμα ειναι >9: –carry στο επομενο ζευγος –προσθεση 6 στο αθροισμα για σωστο ΒCD κωδικα

53 Προσθεση σε ΒCD Binary προσθεση ανα δυο ψηφια. Χρειαζεται προσαρμογη οταν το αθροισμα ειναι >9: –carry στο επομενο ζευγος –προσθεση 6 στο αθροισμα για σωστο ΒCD κωδικα carry

54 Προσθεση σε ΒCD Binary προσθεση ανα δυο ψηφια. Χρειαζεται προσαρμογη οταν το αθροισμα ειναι >9: –carry στο επομενο ζευγος –προσθεση 6 στο αθροισμα για σωστο ΒCD κωδικα carry

55 Προσθεση σε ΒCD Binary προσθεση ανα δυο ψηφια. Χρειαζεται προσαρμογη οταν το αθροισμα ειναι >9: –carry στο επομενο ζευγος –προσθεση 6 στο αθροισμα για σωστο ΒCD κωδικα carry

56 Προσθεση σε ΒCD Binary προσθεση ανα δυο ψηφια. Χρειαζεται προσαρμογη οταν το αθροισμα ειναι >9: –carry στο επομενο ζευγος –προσθεση 6 στο αθροισμα για σωστο ΒCD κωδικα carry

57 ΑSCII Κωδικοποιηση για αγγλικους αλφαβητικους χαρακτηρες, αριθμητικα ψηφια, ειδικους χαρακτηρες ΑSCII διεθνες προτυπο με 7-bit codes (ποσοι μοναδικοι κωδικες;) –a ,…, z –A ,…, Z – ,…,

58 ΑSCII Κωδικοποιηση για αγγλικους αλφαβητικους χαρακτηρες, αριθμητικα ψηφια, ειδικους χαρακτηρες ΑSCII διεθνες προτυπο με 7-bit codes (ποσοι μοναδικοι κωδικες;)16δικο: –a ,…, z –A ,…, Z – ,…,

59 ΑSCII Κωδικοποιηση για αγγλικους αλφαβητικους χαρακτηρες, αριθμητικα ψηφια, ειδικους χαρακτηρες ΑSCII διεθνες προτυπο με 7-bit codes (ποσοι μοναδικοι κωδικες;)16δικο: –a ,…, z h,..,7a h –A ,…, Z h,..,5a h – ,…, h,..,39 h

60 Parity Bits (ψηφια ακεραιοτητας) Επιπλεον bits σε ενα κωδικα για αναγνωριση ή/και διορθωση λαθων κατα την μεταφορα δεδομενων Πχ 1bit-parity για κωδικες ΑSCII ΑSCIIEven ParityOdd Parity A ? ? ? ?

61 Parity Bits (ψηφια ακεραιοτητας) Επιπλεον bits σε ενα κωδικα για αναγνωριση ή/και διορθωση λαθων κατα την μεταφορα δεδομενων Πχ parity για κώδικες ΑSCII ΑSCIIEven ParityOdd Parity A Πως ανωγνωριζεται το λαθος; Τι γινεται;

62 Διαδικασία Tιμή  Πρόσθεσε  Αποστολή  Μέσο  Παραλαβή  Έλεγχος  Tιμή Parity Parity Εαν το αποτελεσμα ελεγχου ορθο καλα, αλλιως ζητουμαι επαναληψη αποστολης δεδομενων

63 Παραδειγμα με even parity (αποστολη ascii b) Tιμή  Πρόσθεσε  Αποστολή  Μέσο  Παραλαβή  Έλεγχος  Tιμή Parity Parity b

64 Παραδειγμα με even parity Tιμή  Πρόσθεσε  Αποστολή  Μέσο  Παραλαβή  Έλεγχος  Tιμή Parity Parity b 62 h

65 Παραδειγμα με even parity Tιμή  Πρόσθεσε  Αποστολή  Μέσο  Παραλαβή  Έλεγχος  Tιμή Parity Parity b 62 h

66 Παραδειγμα με even parity Tιμή  Πρόσθεσε  Αποστολή  Μέσο  Παραλαβή  Έλεγχος  Tιμή Parity Parity b 62 h

67 Παράδειγμα με even parity Tιμή  Πρόσθεσε  Αποστολή  Μέσο  Παραλαβή  Έλεγχος  Tιμή Parity Parity b 62 h OK

68 Παράδειγμα με even parity (με λαθος) Tιμή  Πρόσθεσε  Αποστολή  Μέσο  Παραλαβή  Έλεγχος  Tιμή Parity Parity b 62 h ΛΑΘΟΣ! Ζήτα αποστολή

69 Parity Bits (ψηφία ακεραιότητας) Ποσα λαθοι μπορει να αναγνωριστούν με 1 parity bit;


Κατέβασμα ppt "EΠΛ121 Ψηφιακά Συστήματα Καλή Χρονιά και καλωσορίσατε (πισω!) Πληροφορίες για το ΕΠΛ121 Εισαγωγή στους ψηφιακούς υπολογιστές και πληροφορία."

Παρόμοιες παρουσιάσεις


Διαφημίσεις Google