Architettura degli elaboratori

Architetturadeglielaboratoriproblemalgtoritvno

# ' cheelementari esecutoreambiguipassi non un= automatico risolvere problema "può perusare un .L'Non informaticaammettono algoritmo risoluzioneproblemitutti deidii si occupaun .problemi computabili .Si deve tenere della complessitàconto . "::÷: :÷:fattoriale (XIblu ! X) polinomialec- nonNota l'TuringConbene "da " "informatica "artigianatoè passata scienzaa .LaNota bene direalizzazione algoritmo avvale digitaledi sistemaun si un .Ci realizzarlotre stradesono :perl'Hardware algoritmo di ( Si• fa soloqualcosa )fisicadiventa→ semiconduttori se.l' Sebenalgoritmo poichèfissatadefinita sicostosaèè e .,hanno volumi fare dato chegrandi costi sipuò iperò si ,,,ammortizzano .Software prendere• → hardware supportiche configurazioni configurarlopiùun ecome serve .General hardware• riprogrammabile→porposeSistema ( dedicato• altamenteembedded hardware specializzatosistema sistema→ad )applicazionespecificauna .#SISTEMI GeneralPURPOSEEMBEDDEDDefinizione Il ( l'50 hardwaregli strumentidàoperativosistema per riprogrammareci .Linguaggio Assembly la" CPUci spiega→a .basso livello ?AssemblyCosa permetteil diil ottenereQuestotraducecompilatore quandofa inc cile C' Assemblyprestazioni la il""chetra suoèmassime CPUinmapping ciòun capisce e. .Sistema Digitaletiepidefiderai! ::-. -httAHAH^- tempo-At Rtempo eNota Tutte fisichelebene tra duerealigrandezze appartengono saràcinumeriai :qualcosa mezzosempre in .Data di diintervallopermetterci osservarlafisicagrandezzauna possiamo ogni,tempo ATLTIdetto .¥ Hzla frequenza esprimeè si ine .(/Definizione ècampionamento fisicagrandezzaosservare una . (il otteniamo difinitocampionamento→ infiniti cioècon numerinumero conun)decimaliinfinite cifre .SiNota (devebene discretezza)approssimare .DallaNota bene funzione di perdono delle diinformazionipartenza si causaadiscreti problemaQuestocampionamento peròazione èe zz :non un,,.Shannon cheha definitodetto il certezzacampionamento sappiamo conl'che sogliala presceltasottoerrore rimarrà E .A ( digit )da laottenerefisicapartire qualsiasi deipossagrandezza connumericodifica (la possibile )decodificaCon torna indietro quantosiinvece per,, ..Rivoluzione '90→ digitale inizio anni- . (Si )digitale distribuitichedaè numeripassato analogico vengonoa .Nota Quando fabene Sidi scegliereparla qualicodifica devesi numeri usaresi ."detta ALFABETO "codicecon un . loinavy(base binaridiconoIlavoranoI digitalisistemi 2in numeri si.)digit BIT- .bit bitdigitale→ sistema →n m"Nota "BITS lebene BITS diinformazioni diape perdono valore: partenza ,tutti ugualisoloperché sonoenumerisono .La codificasette CodiciI nani : :Dotto -• oooGongolo-• 00 '\Pisolo• 010Cucciolo 011• o#Mammolo ' 00• Brontolo 101• ' laEolo -•Nota deveSe Mbene ho albitinformazioni valerequantoio minimoe n n,( informazione?codificarepoterper ogniCon bit diversicodici"costruire 2~ posso .si M>log logan" 72, loganzn Tlog MIn = ,"K Byte bit-810242 -- 220M = 230G = 240%Le Unacodifiche l' trasceglierle codifica ènoipossiamo associazione numeri e.valoriconcetti o .Una semplicitàdeterminatacodifica daanche velocitàè e .Alcune statecodifiche standardizzatesono .La È formata dacodifica bitstandard Ascii chechiamacaratteri 8i siper ,.valori differenti alleIammettono caratteriusati128256 i comuniprimi persono.lingue dellaDaneolatine usati stessale linguasono specificità255128 pera ..Esistono codifichepiù idei• numeri↳ assolutiinteri↳ interi relativi↳ razionalireali ! Sono↳ solo !matematicoartificiono unmusica• video• ↳ mpegt deiCodifiche assolutiinterinumeri 100'5 7571 to + .= -. notazione posizionaleunaamo '1012 1.22 0.2 1.20+ += =⇐Lei zn -1=o zst 1.24+1.23+0.22+0571 1. -21 1.27 111012t=.La binarioinsomma I1a 57 It 1I i0o +oIo 2I 0 laO IO 0 =37 -=lo 1I II 1 o0-94[ iloverflow bitha dirisultato disposizionequellioccuperebbequandosi più a .2^-1Ns S→ oCodifica relatividei interinumeriHo bisogno C'bit indicadi ilche la complementocodificaanche insegno èun .2a .Modulo Segnott→o1- → - 1)57 1 II+ 0O io=,57 l 10 OlI=- , .Nessun sistema calcolodi Conquesta sistemaquestocodificausaperò,, ,.infatti complessala troppoèsomma, .Per la complementoquesto duemotivo codificausasi in a . LaCon la modulocodifica tenumeriin ci -0e isegno sono e .eliminacomplemento problemacodifica in questo2a .nµTTI0 1 I Modulo Nszn0 1 OI +6 E0 -1:I +501O -2^-1+1 #"Modulo+4 1O NsI00I z -:segnoe+30 I 1O0 +2IO 0 "" ""cinémaIIIII 1 lo -21 II -3OI -41 00| -5O 1I| -60O II I -70 OI 000 -8 uNelNota bene complemento ( 5bit esistentec'è2 riporlo nonsuse un es :a un)bit basta4 bit overflowne considerarlanonècon : .57+ l lalI O0O ¥=, "1IO00 o/0 O I0O00 =- -57lI lI0 0 O - ,La base esadecimaleHo bisogno di basesimboli16 lavorarepoterper 16in : B8IL 7 9 D51 6 A C0 32FE /| 1 IOIO 0 0 ,-- BB l llAttenzione ! 57I tI1I000 - .3I I O0 = - IO-1II 0 601000O -i. tIIO 0I t0 IO0 0OO0 =- 84 -441I 320 0I O t tO = =Non Sibene il! deve !estendereva segno,~Se (completo )" bitallunganegativo 1"è con,Se (completo )" bitallunga "è positivo con o,Codifica dei razionalinumeritipiCi Sonodue di utilizzatesono codifica entrambe ..Filed decido il lapoint precisionenumero• eMaxprioria: .Floating la calcoliadatto all' deipoint° precisione esecuzione: .La floatingcodifica sistemi generaladattapoint è purposeai .La sistemi embeddedfixedcodifica point neiusasi .Fived Point8n =↳ 4 (interi )codifica interinumeriperdecimali4↳Esempio I0 I0 O I 10• 2-12-22-32-4212023 22 )(( %) ¥'+4 { f-+ ++ +=+ loNota C' basebene teorema razionaleinrazionaleè numeroper unaun cui inpuò essereunbasealtraun' .Esempio7 I1 0I.• ^i§ f-f- f-f-f- §se o=- == --t I= I 0 O.9 § §f-§f- == --§ f- ¥ di259-6 §perapprossima eccesso~== --§ 1 IO 0. 4¥% f- di §§ approssima eccessoper~= -=-1-= II 0 O.9 GII ¥6%% ¥6di~ approssima eccessoper== --Si l'dice assoluto diceE Sinella codifica Eierrore commesso . .l' che calcolapercentuale sierrore così :,E-E. loro=, .valore inizialeCon l'ultimo di codifica adesempio esempio :,1-§ §9.gt-g.io % 1,25%Ho= = == ...[ sulla nelchecalcolare sola frazionariaerrore sulsi partesia suopuò numero( frazionaria)completo intera parteparte t . frazioneLa essereparte frazionaria impropriapuòne una .Virgola mobile IEEE 754 standard1985 della fined←- codifica pointCi hardwarevoluti realizzare compatibile questa specificasono lo conpercirca anni@ esponentepoi± .mainfissaSi devono la C- =)efficiente la Ciòrendere fasomma sicomparazione cone .La normalizzazione .Durante calcolo lacalcolo lail codifica eseguitopuò avariare ma,codifica devedi specificouno univocaesserenumero .Una dei alladedicatabit all'esponentevnantssaparte è una, .Aumentando dellabit lamanttssa aumentai precisione .Servirebbero calcolodei dianche codici rappresentare erroriper .↳ )(Nan not numbera↳ a+↳ o-Lo standard chesingolo doppiaesiste precisioneaasia .↳ floatsingola Cinprecisione =↳ doppia double Cinprecisione =Float ( bytebit 432→Double 18bit64 )byte→ totale bit32=int tesponente manhissasegnoLa manlissa virgola nellafissa 1codificata formaè in ,n( bit23 (% costila "Dato che perchèQuesta forma statonormalizzata decisoèc'è èsempre.rappresentatonon va .EsempioI I doppio1 O10 questo devenormalizzareper sinumero eseguire un.→ shift destraashift .Eseguendo KNota Kdevedi all'destra esponenteshift sommaresiposizioniaunabene il cambiacosì numero non .Talvolta la shift sinistraeseguitova a . ( 1)Con la scartandoshift Con ladestra perderepotrei dei bitprecisionea .shift sinistra perdo MAI precisionenona .L' diversamente Infatticodificato bitesponente corrisponderebbero032 aè .dio che Ecco" "ladà scontatopoiché 1nautica inizisi sempre conper, . .l' piccoloilche -127quindi esponente corrisponde piùa0000 numeroperooao ,Hanno l' deve( ) quindirappresentabile bit inventato8 127segno sieccessocon :con . Peral valore deciso bitrappresentato èsi che 32127aggiungere oconvenzione.effettivamentecorrispo