Tietokonetekniikka 4 Tieto ja tiedon talletus Lähde: Haltsonen, S., Rautanen, E. Pieka 25.01.2009 4 Tieto ja tiedon talletus

4.1 Loogisten signaalien arvot ja tasot Signaalin arvot 0 (Low, L) ja 1 (High, H) loogiset tasot (logic level) CMOS logiikassa käyttöjännitteellä 3 V Jännitealue 0-0,9 V vastaa loogista tasoa L Jännitealue 2,1-3,0 V vastaa loogista tasoa H Signaali on ykkösenä aktiivinen. Active-high Signaali on nollana aktiivinen. Active-low RD* ja WR* 4 Tieto ja tiedon talletus

4 Tieto ja tiedon talletus Bitti, Muistikenno 1) ROM 2) PROM 3) EPROM, EEPROM, Flash 4) SRAM 5) DRAM 4 Tieto ja tiedon talletus

4 Tieto ja tiedon talletus Tiedon esitysmuodot Laskettaessa käytetään Kiinteän pilkun lukuja (fixed - point number) Etumerkittömiä kokonaislukuja Kahdenkomplementtimuodossa olevia kokonaislukuja Murto-osa lukuja (signaaliprosessoreissa) Liukulukuja (floating - point number) Yksittäisiä bittejä käytetään mikro-ohjaimissa. 4 Tieto ja tiedon talletus

4.3 Sana ja Sananpituus 4.3.1 Perinteisen tietokoneen sana Perinteinen tietokone voi käsitellä vain tiettyä bittimäärää. Näitä bittejä kutsutaan sanaksi. ”Bittien siirtomäärä, dataväylän leveys, jne. ” Vaihtelee eri tietokoneilla: 8, 16, 32 tai 64 bittiä eli 1, 2, 4 tai 8 tavua. Nolla perusteinen, bitin indeksointi alkaa 0:sta. 4 Tieto ja tiedon talletus

4.3.2 Mikroprosessorin sana Big-endian -periaate Sanan vähiten merkitsevä tavu on talletettu suurimpaan muistiosoitteeseen. Ks. 32 - bittinen talletus ! Käytetyt muistipaikat ovat n…n+3. Little-endian -periaate Sanan vähiten merkitsevä tavu on talletettu pienimpään muistiosoitteeseen. 4 Tieto ja tiedon talletus

Little-endian -periaate 4 Tieto ja tiedon talletus

4 Tieto ja tiedon talletus Big-endian -periaate 4 Tieto ja tiedon talletus

4 Tieto ja tiedon talletus

4 Tieto ja tiedon talletus 4.4.1 Muisti 4 Tieto ja tiedon talletus

Kuva 4-2. Tietokoneen muisti 4 Tieto ja tiedon talletus

4 Tieto ja tiedon talletus 4.4.2 Rekisterit Rekisteri on kuten muistipaikka, joka koostuu biteistä. Suuri nopeus ja usein ALU:n käytössä Varattu erikoiskäyttöön esim. Bittikohtainen tai I/O-väylä -kohtainen käsittely I/O –rekisterien takana on ohjelmoitavat I/O –moduulit. PC:n rekisterit … PC_rekisterit_esitelmä.ppt Kantarekisterit (base), indeksirekisterit (index) MO:n rekisterit ja I/O –alue Ohjaus-, tila- sekä luku- ja kirjoitusrekisterit 4 Tieto ja tiedon talletus

atmega128 –mikro-ohjaimen SRAM -muisti 32 kpl Yleiskäyttöistä rekisteriä (GBR) 64 kpl I/O rekisteriä 160 kpl lisää I/O rek. Sisäiset muuttujat Heap (keko) Pino-osoitin (SP) Ulkoinen SRAM muuttujille 4 Tieto ja tiedon talletus

Esimerkkejä rekistereistä Akku (accumulator) Joillakin konekäskyillä lähde tai kohde rekisterinä on akku. Lippurekisteri (flag register) ks. Taulukko 4-1 ! Kätketty tai näkyvä Ohjelman tilasana (program status word, PSW) Ohjelmoitava ohjauslippu (Control flag) SREG:n 7. bitti, kaikki keskeytykset kielletty tai sallittu Käsky kerrallaan 4 Tieto ja tiedon talletus

4 Tieto ja tiedon talletus Taulukko 4-1. Tilaliput 4 Tieto ja tiedon talletus

4 Tieto ja tiedon talletus 4.4.3 Pino (stack) Pino sijaitsee datamuistissa ja koostuu muistipaikoista. LIFO –tyyppinen (last-in – first-out) datarakenne Talletus vapaaseen paikkaan pinon päälle. Luettava alkio on aina pinon päällimmäinen. Pinon pohja (botton) Pinon huippu (top) 4 Tieto ja tiedon talletus

4 Tieto ja tiedon talletus PUSH ja POP 4 Tieto ja tiedon talletus

Kuva 4-3. Pinon rakenne ja toiminta 4 Tieto ja tiedon talletus

4 Tieto ja tiedon talletus

Kuva 4-4. Pino-osoittimen toiminta 4 Tieto ja tiedon talletus