Számítógépes alapismeretek

Számítógépes alapismeretek ˝ 2. eloadás Dr. Istenes Zoltán Eötvös Loránd Tudományegyetem Informatikai Kar Programozáselmélet és Szoftvertechnológiai Tanszék

Programtervezo˝ Informatikus BSc 2008 / Budapest

Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT)

Számítógépes alapismeretek /

2008

1 / 21

Tartalom

1

Egyszeru˝ gép felépítés, muködés... ˝ - vázlatosan

2

Strukturált számítógép felépítés



2008

2 / 21


Tartalom

1


2




2008

3 / 21


egyszeru˝ gép - muveletvégz ˝ o˝

op a b

4 1

M

2

M - muveletvégz ˝ o˝ 1 - muvelet ˝ (op) 2,3 - adat értéke (a,b) 4 - eredmény értéke

3



2008

4 / 21


egyszeru˝ gép - programmemória

P 4

op a b 1

M

2

P - programmemória M - muveletvégz ˝ o˝ 1 - muvelet ˝ 2,3 - adat értéke 4 - eredmény értéke

3



2008

5 / 21


egyszeru˝ gép - adatmemória

P 6

op x y 1 2

A

3


a b

M

4 5


P - programmemória A - adatmemória M - muveletvégz ˝ o˝ 1 - muvelet ˝ 2,3 - adat címe 4,5 - adat értéke 6 - eredmény értéke

2008

6 / 21


egyszeru˝ gép - eredmény visszaírása

P 6

op x y 1 2

A

3


a b

M

4

P - programmemória A - adatmemória M - muveletvégz ˝ o˝ 1 - muvelet ˝ 2,3 - adat címe 4,5 - adat értéke 6 - eredmény értéke

5


2008

7 / 21


egyszeru˝ gép - következo˝ utasítás címe 8

P 6

op x y q 1 2 3


A a b

M

4 5


P - programmemória A - adatmemória M - muveletvégz ˝ o˝ 1 - muvelet ˝ 2,3 - adat címe 4,5 - adat értéke 6 - eredmény értéke 8 - következo˝ cím

2008

8 / 21


egyszeru˝ gép 8

C

P op x y q

6

7 1 2 3


A a b

M

4 5


P - programmemória A - adatmemória M - muveletvégz ˝ o˝ C - címkiszámító 1 - muvelet ˝ 2,3 - adat címe 4,5 - adat értéke 6 - eredmény értéke 7 - következo˝ 8 - következo˝ cím

2008

9 / 21


A "Neumann elvek" 1

soros utasításvégrehajtás (az utasítások végrehajtása ˝ idoben egymás után történik.

2

kettes (bináris) számrendszer használata

3

belso˝ memória (operatív tár) használata a program és az adatok tárolására

4

teljesen elektronikus muködés ˝

5

széles köru˝ felhasználhatóság, alkalmasság bármilyen adatfeldolgozási feladatra

6

Neumann János, 1946

˝ központi vezérloegység alkalmazása



2008

10 / 21


Tartalom

1


2




2008

11 / 21


˝ "Emberi problémák, gépi lehetoségek" A digitális számítógép olyan gép, amely a neki szóló utasítások alapján az emberek számára problémákat old meg." (Andrew S. Tannenbaum) "Emberi szint"

"Gépi szint" gépi nyelv

Például: "Hányszor szerepel a π elso˝ egymilliárd számjegye között az 123456789 számsorozat? "Ki szeretnék nyomtatni a fiamnak egy krokodilos fényképet." Például: a memória két adott helyén lévo˝ szám összeszorzása ˝ egy regiszterben lévo˝ érték ellenorzése, hogy nulla-e

probléma megoldó utasítás sorozat : program 523,551,501.: 773,349,078.:

32388920721234567892248644818 74276899551234567895949720300



2008

12 / 21


˝ "Emberi problémák, gépi lehetoségek" A digitális számítógép olyan gép, amely a neki szóló utasítások alapján az emberek számára problémákat old meg." (Andrew S. Tannenbaum) "Emberi szint"

"Gépi szint" gépi nyelv

Például: "Hányszor szerepel a π elso˝ egymilliárd számjegye között az 123456789 számsorozat? "Ki szeretnék nyomtatni a fiamnak egy krokodilos fényképet." Például: a memória két adott helyén lévo˝ szám összeszorzása ˝ egy regiszterben lévo˝ érték ellenorzése, hogy nulla-e

probléma megoldó utasítás sorozat : program 523,551,501.: 773,349,078.:

32388920721234567892248644818 74276899551234567895949720300



2008

12 / 21


0 szintu˝ utasítás, nyelv, program, gép...

P0 program

I0 utasítás

L0 gépi nyelv

L0 gépi nyelv

M0 virtuális gép

M0 virtuális gép

utasítás , gépi nyelv , program



2008

13 / 21


L1 utasítás M0 gépen

L1 gépi nyelv M1 virtuális gép

L0 gépi nyelv M0 virtuális gép virtuális gép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT)


2008

14 / 21


fordítás

L1 gépi nyelv

L1 gépi nyelv

M1 virtuális gép

M1 virtuális gép

fordító program

fordítás

L0 gépi nyelv

L0 gépi nyelv

M0 virtuális gép

M0 virtuális gép

fordító program , fordítás , futtatás Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT)


2008

15 / 21


értelmezés

L1 gépi nyelv

L1 gépi nyelv

M1 virtuális gép

M1 virtuális gép

értelmezö program

értelmezö program

L0 gépi nyelv

L0 gépi nyelv

M0 virtuális gép

M0 virtuális gép

értelmezo˝ program (interpreter) , értelmezo˝ Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT)


2008

16 / 21


"n" szintu˝ (rétegu) ˝ számítógép Ln gépi nyelv Mn virtuális gép



L0 gépi nyelv M0 virtuális gép Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT)


2008

17 / 21


Többszintu˝ számítógépek (Andrew S. Tannenbaum) 5. problémaorientált nyelvi szint (magas szintu˝ nyelv) fordítás (fordítóprogram)

4. assembly nyelvi szint fordítás (assembler)

3. operációs rendszer gépi szintje "értelmezés" (operációs rendszer)

2. utasításrendszer-architektúra szintje értelmezés (mikroprogram) végrehajtás (elektronikus)

1. mikroarchitektúra szintje hardver

0. digitális logikai szint



2008

18 / 21


Hardver - szoftver - firmware hardver (hardware)

szoftver (software)

a számítógép fizikai része például: digitális áramkörök

program ami segítségével a számítógép megadott feladatokat hajt végre például: operációs rendszer

ritkán változik

gyakran változik firmware hardvereszközbe épített szoftvertípus biztosítja a hardver muködését ˝ és alapveto˝ funkcióit "szoftveresen segít a hardvernak" "a hardver és a szoftver logikailag azonos..." Dr. Istenes Zoltán (ELTE-IK-PSZT)


2008

19 / 21


Magasszintu˝ programozási nyelv - gépi nyelv (kód) Magasszintu˝ nyelv (C) swap (int v[], int k) { int temp; temp = v[k]; v[k] = v[k+1]; v[k+1] = temp; }

Assembler nyelvu˝ program swap: muli $2, $5,4 add $2, $4,$2 lw $15, 0($2) lw $16, 4($2) sw $16, 0($2) sw $15, 0($2) jr $31

Bináris, gépi kódú program

fordító program(ok)

00000010110110010001110100011010 11101110010100101000101110000010 11111001000000010100001010000001 11111001000000011000001100000001 00011001000000011000001010000001 00011001000000010100001100000001

"közvetlen" végrehajtás



hardver-szoftver

2008

20 / 21


Összefoglalás

egyszeru˝ gép: logikai felépítés, muködés ˝ többszintu˝ számítógépek (virtuális gépek...): "szintek"



2008

21 / 21

Számítógépes alapismeretek

Recommend Documents