Rechnerorganisation 12. Vorlesung

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1 Rechnerorganisation 12. Vorlesung Mathematische Grundlagen (1) Boolesche Algebren: BMA, BAA (2,3) Kombinatorische Schaltungen (4,5) Automaten (6,7) Sequentielle Schaltungen (8) Programmierbare Strukturen (9) Rechneraufbau und ~funktion (10,11) Informationskodierung (12,13,14) H.-D. Wuttke, K. Henke

2 Architekturmerkmale Register, Speicher Operationen Adressierungsarten Datentypen H.-D. Wuttke, K. Henke

3 x86 Architektur Registersatz H.-D. Wuttke, K. Henke

4 x86 Architektur Flags H.-D. Wuttke, K. Henke

5 x86 Ausgewählte Befehle Operationen H.-D. Wuttke, K. Henke

6 x86 Ausgewählte Befehle H.-D. Wuttke, K. Henke

7 x86 Ausgewählte Befehle keine Flag- Beeinflussung bei Transport- und Sprung- Befehlen H.-D. Wuttke, K. Henke

8 x86 Adressierungsarten Einfache Adressierungsarten H.-D. Wuttke, K. Henke

9 x86 Adressierungsarten H.-D. Wuttke, K. Henke

10 Rechnerorganisation 12. Vorlesung Mathematische Grundlagen (1) Boolesche Algebren: BMA, BAA (2,3) Kombinatorische Schaltungen (4,5) Automaten (6,7) Sequentielle Schaltungen (8) Programmierbare Strukturen (9) Rechneraufbau und ~funktion (10,11) Informationskodierung (12,13,14) H.-D. Wuttke, K. Henke

11 Architekturmerkmale Register, Speicher Operationen Adressierungsarten Datentypen H.-D. Wuttke, K. Henke

12 Architekturmerkmale Datentypen Daten eines Typs sind gleich bezüglich: Ausführbare Operationen Struktur Interpretation Wertebereich Beispiele: ASCII, BCD, REAL (FP) H.-D. Wuttke, K. Henke

13 Datenkodierung Daten alphanumerische Zeichen Zahlen ASCII-Kode: H.-D. Wuttke, K. Henke

14 Zeichenkodierung - ASCII Buchstaben H.-D. Wuttke, K. Henke

15 Zeichenkodierung - ASCII Ziffern H.-D. Wuttke, K. Henke

16 Zeichenkodierung - ASCII Sonderzeichen H.-D. Wuttke, K. Henke

17 Zeichenkodierung - ASCII Steuerzeichen H.-D. Wuttke, K. Henke

18 Zeichenkodierung - Unicode internationaler Standard für jedes sinntragende Schriftzeichen oder Textelement aller bekannten Schriftkulturen und Zeichensysteme ein digitaler Code festgelegt wird ständig um Zeichen weiterer Schriftsysteme ergänzt ursprünglich mit 16 Bit definiert (2 16 = Elemente) ab Unicode 2.0 (Juli 1996) auf 17 Unicode-Blöcke zu je Elementen definiert (insgesamt Codepunkte) kodiert in UTF-8 U+0000 bis U+10FFFF 8-Bit UCS Transformation Format, wobei UCS wiederum Universal Character Set H.-D. Wuttke, K. Henke

19 Zeichenkodierung - Unicode U+0000 U+007F U+0080 U+07FF U+0800 U+FFFF U U+10FFFF H.-D. Wuttke, K. Henke

20 Zeichenkodierung - Unicode Kodierung in UTF-8 (Beispiele) Unicode-Zeichen in MS-Word darstellen: Zeichen als U+xxxxx eingeben, markieren, ALT+C H.-D. Wuttke, K. Henke

21 Zeichenkodierung - Unicode H.-D. Wuttke, K. Henke

22 Zeichenkodierung - Unicode 17 Ebenen (0.. 10H) je 2 16 = mögliche Codierungen ( FFFFH) FFFEH und FFFFH nicht für die Kodierung benutzt ergibt 17 * = mögliche Zeichen (Codepoints) H.-D. Wuttke, K. Henke

23 Zeichenkodierung - Unicode Beispiele Unicode 1.0: ASCII American Standard Code for Information Interchange (17. Juni 1963, 1967, 1968) H.-D. Wuttke, K. Henke

24 Zeichenkodierung - Unicode H.-D. Wuttke, K. Henke

25 Zeichenkodierung - Unicode Beispiele Unicode 1.0: Arabische Schrift H.-D. Wuttke, K. Henke

26 Zeichenkodierung - Unicode Beispiele Unicode 3.1: Notenschrift H.-D. Wuttke, K. Henke

27 Zeichenkodierung - Unicode Beispiele Unicode 5.0: Keilschrift H.-D. Wuttke, K. Henke

28 Zeichenkodierung - Unicode Beispiele Unicode 8.0: Cherokee-Silbenschrift H.-D. Wuttke, K. Henke

29 Zeichenkodierung - Unicode Beispiele Unicode 8.0: Cherokee-Silbenschrift ALT + C H.-D. Wuttke, K. Henke

30 Zeichenkodierung - Unicode UTR... Unicode Technical Report H.-D. Wuttke, K. Henke

31 Zeichenkodierung - Unicode Beispiele UTR#50: Unicode vertical text layout Japanese vertical text Western vertical text H.-D. Wuttke, K. Henke

32 Zeichenkodierung - Unicode H.-D. Wuttke, K. Henke

33 Datenkodierung Daten alphanumerische Zeichen Zahlen BCD vorzeichenbehaftete Zahlen 2K-Zahlen Gleitkomma-Zahlen H.-D. Wuttke, K. Henke

34 Zahlenkodierung - BCD BCD Binary Coded Decimals H.-D. Wuttke, K. Henke

35 Zahlenkodierung - BCD BCD Binary Coded Decimals 2 3 =8 2 2 =4 2 1 =2 Nicht genutzte Leuchtflächen, weil: Ziffern 10h: 0, 1, 2 Ziffern 1h: Ziffern 10min: Ziffern 1 min: =1 Im Beispiel: 10h (1)+ 6h (2+4) + 20min (2) + 9min (8+1)=16:29 Uhr Beispiel für eine Ziffer: =8 2 2 =4 2 1 =2 2 0 =1 0 x x x x = 5 H.-D. Wuttke, K. Henke

36 Zahlenkodierung - BCD BCD Binary Coded Decimals (siehe Arbeitsblätter S. 29) Tetraden Pseudotetraden H.-D. Wuttke, K. Henke

37 Zahlenkodierung - BCD direkter BCD Code Aiken Code 3xS Code Pseudotetraden H.-D. Wuttke, K. Henke

38 Zahlenkodierung - BCD Gray-Code Dezimalzähler: Kodierung wie in Arbeitsblättern Bilder: Hexadezimal-Zähler, (keine Pseudotetraden) H.-D. Wuttke, K. Henke

39 Zahlenkodierung BCD Gray-Code Ein Gray-Code Absolutwertgeber mit 13 Bit H.-D. Wuttke, K. Henke

40 Zahlenkodierung - BCD Gray-Code = H.-D. Wuttke, K. Henke

41 Zahlenkodierung - BCD Operationen Addition + Korrektur H.-D. Wuttke, K. Henke

42 Zahlenkodierung vz-betragszahlen Vorzeichen-Betragszahlen (siehe Arbeitsblätter S. 30) Vorzeichen + Betrag H.-D. Wuttke, K. Henke

43 Zahlenkodierung 2K-Zahlen Konegative Zahlen (siehe Arbeitsblätter S. 30) Ergänzung zu 2 n bzw. 2 n -1 H.-D. Wuttke, K. Henke z n + z n =2 n

44 Zahlenkodierung 2K-Zahlen Bildung der 2K-Zahlen (a) Subtraktion von 2 n : z n = 2 n z n (b) 1K-Zahl (Negation) + 1: z n = 2 n 1 z n +1 (c) beginnend von rechts die erste 1 suchen, diese bleibt stehen, alle Ziffern links davon invertieren H.-D. Wuttke, K. Henke

45 Zahlenkodierung 2K-Zahlen Operationen (siehe Arbeitsblätter S. 30) z n1 > z n2, z n1 + z n2 =s n, z n1 - z n2 = d n 2K: z n1 + z n1 =2 n H.-D. Wuttke, K. Henke

46 Zusammenfassung Zahlenbereiche für 1Byte (=8Bit) ASCII: Direkt BCD: VZ-Betragszahlen: (+0-0) 2K-Zahl: K-Zahl: (+0-0) H.-D. Wuttke, K. Henke

47 Zusammenfassung Binärkode interpretierbar als ASCII: Zeichen 6 BCD (direkt): Zahl 36 (3xS): Zahl 03 (Gray): Zahl 24 Vorzeichen-BZ: pos. Zahl 54 2K-Zahl: pos. Zahl 54 1K-Zahl: pos. Zahl 54 H.-D. Wuttke, K. Henke

48 Das war s für heute Viel Spaß beim Wiederholen! Bis nächsten Donnerstag H.-D. Wuttke, K. Henke