Architettura Degli Elaboratori

Architettura degli Elaboratori

20/02/2017

CAPITOLO I

1. Codifica delle informazioni (modifica e rappresentazioni)
   • Numeri
   • Caratteri
   • Immagini/Video/Suoni

numero limitato

• CODIFICA: rappresentazione di elementi di un insieme tramite un numero limitato di simboli assegnati via opportune REGOLE
• PROPRIETA'
• Non - ridondanza
• Unicità
• CODIFICA: (alfabetica codifica)
  • complessità unicità (rilevante dell'insieme)
• BIT (Binary Digit): entità minima di informazione all'interno dell'elaboratore
  • 1 BIT = 2 informazioni

informazione è rappresentata con sequenza di due simboli 0 e 1 detta FORMA DIGITALE/BINARIA.

• capacciate corrispondenti binariamente
• disposizione formato unica corrispondente.

formattazione individuale informazione.

• CAPACITA' MEMORIE: Kibit2¹⁰bit Kbit2³bit Kbyte2¹⁰byte Mbyte2²⁰byte Gbyte2³⁰byte
• CAPACITA' CANALE: Kbit/s n bit/s l bit/s
• FREQUENZE:

  MHz (mega Hertz)

  • 1 000 000 ciclo/s

  GHz (giga Hertz)

  • 1 miliardo ciclo/s

FOCUS

• Codificazione del numero
• definizione di codifica: rispetta all'insieme infinito dei numeri trattato.
• Solo dopo definita: SISTEMI DI NUMERAZIONE NEFA
• costruite come insieme finito funzionale.
• scrittura per osservazione numerica ordinata.
• Accorpamento: osservazione funzionale.
• NO scrivendo sotto (si mantiene la propria origine di minima di stessa architettura) NON PUO' STARE IN ERRORE
• Rappresenta quello che effettuazione di NUMERALE configurazione di simboli che denso/identico finali un numero.:
• definito di numeri rappresentanti eseguendo il codice universo identificato b STESSO insieme.

• 1001 + 1 = 1010
• addizione valore binario

Notazione Posizionale

Permette di identificare la forza generata da un numero in basse b.

• e sfrutta le proprietà delle POTENZE

c_lc_l-1c_l-2...c₁c₀ = numero

• Esempio: numero 10000:
• BINARIO: 1111101000
• OCTALE: 1750
• ESANDRICO: 3E8

Conversione Tra Basi

• PARTE INTERA: divisione entrata tra numero decimale per base di inter con resto ri e fino della nuova base:
• L'uso di propri colti 9 e ri di nuovo ordinando il SE si ripetendo si e\/fino da sift + FINI/
• Booleano decimale
• Booleano: 4 0 1 6 0 0 375 = (052)
• PARTE FRAZIONARIA
• conversione con 10 rientra tra numero base di intero/m entre parte ad attento di formula
• ritengo

Il perché dell'algoritmo

PASSAGGI DI BASE (RORDINAMENTO)

• Binario
• OTTALICO
• Dec. 5

1. 0 1 1 1 0 1 0 1 0 0
2. 0 3 5
3. 2 6 5

• Identifico i numeri
• Trasformare in decimale e poi binario in ottale

OTTALICO E ESABINARIO

• Posso arrivare per le base con calcolatrice
• Il procedimento è lo stesso per base 8
• Identifica tra numeri e relativi poteri
• Esempio 32 bin, 0 1 1 0 1 0 B₂
• A₃ B₁ A_P

23/02/2017

Addizione Binaria

• x = addendo 1
• y = addendo 2
• z = riporto

Moltiplicazione e Divisione per 2^m

Moltiplicazione = spostare a Sx di m posizioni le cifre corrispondenti

Esempio: 7 * 8 = 56

Divisione = spostare a Dx di m posizioni approssimata

Esempio: 7:4 = 1.75

Memorie Fisse in Java

• byte 8 bit / 1 byte
• short 16 bit / 2 byte
• int 32 bit / 4 byte
• long 64 bit / 8 byte
• float 32 bit / 4 byte
• double 64 bit / 8 byte

Per i calcolatori la quantita di memoria è inferiore

Per numeri a precisione fissa con valori numeri per conversione automatico

• NB: Quantita di spazio limitato per le operazioni elementari
• Esempio: L'addizione normale con 3 cifre decimali
• Possiamo numeri come 000, 700, 300.

Con N cifre dove:

• 1 + 0 = 1; 1 + 1 = 1
• Esempio su base 2 con 3 cifre possiamo avere rappresentare elementi

Numeri Relativi

• Vi è bisogno di rappresentare il segno, non si può più
• Serve una neutralità con addizioni binarie

Esempio su modulo

Rappresentazione Floating Point su 32 bit

• x: il primo bit rappresenta il segno della mantissa (operare come +, - per)
• I bit successivi rappresentano l'esponente (in base 2), in notazione in excess 64 (dove l'esponente é positivo solo tra +(64) e -(63)
• Gli altri bit fungono per la mantissa normalizzata

esempio: 2014 = 1757

rappresenta con base 2: 10011100010 001100011 1110 x 2⁰

per passare alla rappresentazione normalizzata in Excess 64 bisogna:

• spostare la virgola e aggiungere un decimale 1:1 (divido e moltiplico la base e mantengo l'equivalenza)
• ottengo: 1: 110010 010010 010101 1100 x 2³
• spostare il cursore: 1.001000 000000 00100110011, che é = 10100000 in binario

04/03/2017 Lezione 2 Laboratorio

Esercizi su 2-4 bit

Data la seguente sequenza in codice binario, calcolare il corrispettivo numero decimale sapendo che il numero é rappresentato in modulo con segno

• A = 152 = 1 0 0 1 1 0 0 8 110010
• B = 92 = 0 1 0 1 1 1 0 1 2⁴ x 5 + 2¹ x 4 + 2⁰ x 1

complemento2 di 4 bit ad (in base 10)

• -1 = 1111

Rappresentare in complemento ad 8 su 4 bit il numero decimale -5 x

• = 4 S = {-8, -7, -6, -5 :-2 -1, -0. 1....

13/03/2017

Capitolo III

1. Il livello logico digitale
2. Algebra di Boole
3. Circuiti logici: circuiti di base

Livello Zero

Circuiti Digitali

Dispositivi che elaborano solo due valori distinti: 0 (separato tra 0 e 1 Volt); 1 (separato tra 2 e 5 Volt).

Area che si occupa di questi dispositivi (dei valori e tecniche).

Da "valori" diventano "rappresentanti" (binari) di rappresentano e trasformano una funzione che si vuole compiere.

Circuito combinatorio: multiple entrate e cascata di componenti.

Circuito sequenziale: l'output dipende sia dall'input sia dello stato del sistema.

Porta logica: sinonimo del componente di una funzione logica digitale e calcolo in relazione numerica.

Detti: di ogni ingresso e valore si basa sul funzionante del transistor.

Transistor

Da V(in) a due stati (Alto o Basso): piccolo interruttore può passare da uno stato all'altro.

O logico "Alto" (termone V(cc))

O logico "Basso" ("terra" a').

Porte Logiche

Logica positiva (OR passa tensione: 1 - alta tensione)

Porta NAND transistor collegati in serial

Logica normale transistor collegati in parallelo

Logica negativa (OR alta tensione - AND bassa tensione)

Complementare a segnato

• A NOT X transistor NO
• NAND A Z transistor
• AND A X transistor

Algebra Booleana

L'insieme e l'interpretazione dei comportamenti dei circuiti digitali si basano sull'algebra di Boole.

Un'aritmetica nasce tramite una verifica delle funzioni dei circuiti digitali.

Proposizione definizioni distinte con i circuiti digitali

Sono variabili logiche: (Op. binarie)

• Operazioni logiche (es: pari risalite): (A o B).
• Operazioni logiche AND, OR, NOT.

Descrizioni Grafiche

X deve valere costanti 0 e 1

• A variabile booleana
• NOR a variabile NOT: Ax: not A (¬A).
• X OR variabile binario AND OR AB: A and B
• X risoluzione con primitiva differenziale: AB: A or B

1. Risolvi in complesso parziale AD AO precedenza ad OR.

Tabelle Logiche

Importante nella logica combinatoria che valori variabili assumono un tipo che almomento determinato da caratteristiche e parametri.