ERA-Zentralübung Maschinenprogrammierung

Transkript

1 ERA-Zentralübung Maschinenprogrammierung M. Meyer LRR TU München

2 Inhalt Aufgabe 4.1 Aufgabe 4.2 Zeichensätze

3 Aufgabe 4.1 Leuchtbandanzeige/Bargraph Bit Nr: x4209 Ein gesetztes Bit führt zu leuchtendem Segment. Annahme: Ausgabe über Zugriff auf 16-Bit-Speicherzelle.

4 Aufgabe 4.2: Waschprogramm-Interpreter Zweck: Nachbildung eines anderen Maschinenprogrammtyps durch den Basis: Sprache der Waschmaschine (Opcodes, Parameter) Durchführung: Befehl holen (get command) Befehl dekodieren (dispatch) Befehl ausführen (z.b. zaehler befehl)... und wieder von vorne (Schleife in interpreter) alles in Maschinencode

5 Aufgabe 4.2: Waschprogrammbefehle Name Code Beschreibung AKTOR n 0 n Steuert Aktor n an. PAUSE n 1 n Wartet n Sekunden. ZAEHLER n 2 n Startet eine Schleife mit n Durchläufen. SCHLEIFE n 3 n Schleifenende. TEMPERATUR n 4 n Wartet, bis Temperatur n erreicht ist. WASSERSTAND n 5 n Wartet, bis Wasserstand n erreicht ist. ENDE 6 x Beendet das Waschprogramm.

6 Aufgabe 4.2: Waschprogramm Pos. Code Mikrobefehl AKTOR 1 ; Wasser einlassen WASSERSTAND 30 ; Warten, bis Wasserstand = AKTOR 0 ; Wasser aus ZAEHLER 10 ; Schleifenintialisierung AKTOR 4 ; Trommel drehen PAUSE AKTOR 0 ; Trommel aus PAUSE SCHLEIFE 4 ; mal wiederholen ENDE Programm im Speicher: e a a a

7 Aufgabe 4.2: Zusammenfassung Verdeutlichung der tatsächlichen Ausführung von Befehlen Was fehlt der Waschmaschinen-CPU? komplexe Befehle (Speicherzugriffe) flexible Befehlsformate (lange Konstanten,... ) Register potenzielle Parallelität von Befehlen weitergehende Sprungbefehle ( turingmächtig) Steuerung von Datenflüssen Das kommt alles in Mikroprogrammierung...

8 Zeichensätze Interpretation von Bits zu Zeichen (Buchstaben, etc.) Problem: Es gibt so viele Zeichen... Lösung 1: Beschränkung auf lateinische Buchstaben (ASCII) Lösung 2: Länderspezifische Erweiterungen (z.b. ISO-Latin) Lösung 3: mehr Bits (Unicode) Lösung 4: Kodierung mit variabler Länge (UTF-8)

9 ASCII American Standard Code for Information Interchange 8 Bit pro Zeichen zunächst nur benutzt (7 Bit) 0x00-0x1f: Control Codes 0x30-0x39: 0-9 0x41-0x5a: A-Z 0x61-0x7a: a-z Keine Umlaute o.ä., nur für Englisch nutzbar

10 ISO-Latin 8859-x Erweiterung von ASCII im Bereich länderspezifische Erweiterung für div. europäische Sprachen Zentraleuropa (D,... ): ISO Oct Dec Hex Char C4 Ä D6 Ö DC Ü DF ß E4 ä F6 ö FC ü

11 Unicode 16 Bit pro Zeichen, entspricht ISO inkompatibel zu ASCII Reicht aber immer noch nicht...

12 Unicode Wikipedia: Klingon alphabets ( )

13 Unicode Erweiterung: 17 Ebenen zu je 2 16 = Zeichen abzüglich interner Steuersymbole Symbole

14 UTF-16 ältestes Kompressionsformat von Unicode 20 Bit in zwei Unicode-Zeichen ( Surrogates ) gut für nicht-lateinische Sprachen Zeichen durch 2 oder 4 Byte kodiert

15 UTF-8 Komprimierung von Unicode mit variabler Bytelänge ASCII-Bereich identisch (ein Byte), dann 2-4 Byte Unicode 0x x F: 0xxxxxxx Unicode 0x x000007FF: 110xxxxx 10xxxxxx (ASCII) (11 Bit) Unicode 0x x0000FFFF: 1110xxxx 10xxxxxx 10xxxxxx Unicode 0x x001FFFFF: 11110xxx 10xxxxxx 10xxxxxx 10xxxxxx Ä in > Ä in UTF-8 0xc4 = (000) > 110(00011) 10(000100) = 0xc3 0x84

16 Speicherung von Zeichenketten Zeichen liegen hintereinander im Speicher Problem: Wann ist die Zeichenkette zu Ende? Lösung 1: Spezielles Zeichen am Ende C-Strings: Ende mit 0-Byte markiert Länge erst nach Durchsuchen bekannt Lösung 2: Länge am Anfang Pascal-Strings: Word/Dword am Anfang höhere Zusatzkosten

17 Zeichenausgabe Zeichenspeicher: Zeichen hintereinander im Speicher in Matrix oder mit Endezeichen Matrix: z.b. 80x24, typischer VGA-Zeichenmodus Endezeichen: z.b. pro Zeile, Sinclair ZX81 (Newline), Jasmin-Arraymode (0-Byte) Serielle Ausgabe/Übertragung Typischerweise I/O (z.b. RS232, Jasmin-Pipemode)