De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

De presentatie wordt gedownload. Even geduld aub

Basiscursus Informatica, 98-99 1 Basiscursus Informatica College 1 Brookshear H1 Richard Benjamins.

Verwante presentaties


Presentatie over: "Basiscursus Informatica, 98-99 1 Basiscursus Informatica College 1 Brookshear H1 Richard Benjamins."— Transcript van de presentatie:

1

2 Basiscursus Informatica, Basiscursus Informatica College 1 Brookshear H1 Richard Benjamins

3 Basiscursus Informatica, Overzicht college 1 n Opslag van bits n Main memory n Mass storage n Coderen van op te slaan informatie n Binaire systeem n Opslaan van integers

4 Basiscursus Informatica, Opslag van bits n Computer slaat alle info op in bit-patronen n bit: binary digit: 0 en 1 n Opslag bit vereist machine met 2 toestanden ä schakelaar (aan, uit) ä vlag (omhoog, omlaag) n In computer: flip-flop ä bestaat uit gates (poorten)

5 Basiscursus Informatica, Gates n Gates zijn operaties die bits manipuleren ä 1/0 ä boolean operaties n AND, OR, XOR (exclusive OR), NOT ä input bits --> output bit n Flip-flop is opgebouwd uit deze gates ä voor opslag van bits

6 Basiscursus Informatica, Gates AND Inputs Output Inputs Output OR XOR NOT Inputs Output Input Output

7 Basiscursus Informatica, Flip-flop input output OR AND NOT

8 Basiscursus Informatica, Flip-flop n Circuit met een output (0 of 1) n Output is constant totdat tijdelijke puls van een ander circuit de output verandert ä ouput wisselt van waarde onder invloed van tijdelijke externe stimulus n Beide inputs 0 --> output constant (0 of 1) n tijdelijk 1 op bovenste input --> output 1 n tijdelijk 1 op onderste input --> output 0

9 Basiscursus Informatica, Flip-flop 0 0 OR AND NOT

10 Basiscursus Informatica, Flip-flop 1 0 OR AND NOT X0

11 Basiscursus Informatica, Flip-flop: samenvatting n Inputs waren 0, output was 0 n Bovenste input tijdelijk naar 1 n Output wordt 1 n Boventste input terug naar 0 n Output blijft 1 n Analoog: tijdelijk 1 op onderste input --> 0

12 Basiscursus Informatica, Rol van flip-flop n Ideaal voor opslag van bit in computer ä waarde kan gelezen en veranderd worden door andere circuits n Er passen miljoenen op een chip n Bouwstenen van een geintegreerde circuits ä NOT, OR, XOR, AND n Geen geheugen ä als power supply uit, is informatie weg

13 Basiscursus Informatica, Abstractie n We kunnen over gates en flip-flops praten zonder ons druk te maken over hun details n Andere struktuur flip-flop mogelijk, met zelfde gedrag ä Hoge/lage toon (modems) ä Licht/donker (glasvezel) ä Variaties in toestand van eiwitmoleculen

14 Basiscursus Informatica, Hexidecimale notatie n Bit strings kunnen erg lang zijn n Moeilijk voor menselijk geheugen ä leidt tot veel fouten n Hexidecimaal: enkel symbool voor 4 bits n pagina 21 boek Bit patroonHexidecimaal C 1101D 1110E 1111F

15 Basiscursus Informatica, Overzicht college 1 n Opslag van bits n Main memory n Mass storage n Coderen van op te slaan informatie n Binaire systeem n Opslaan van integers

16 Basiscursus Informatica, Main Memory n Computergeheugen bestaat uit groot aantal circuits om data op te slaan (main memory) n Geheugen georganiseerd in cellen ä 1 cel = 8 bits = 1 byte n Geheugencapaciteit uitgedrukt in cel- eenheden ä 1 MB = cellen = 2 20 cellen n Elke cel heeft uniek adres (0, 1, 2, 3, 4,...)

17 Basiscursus Informatica, Groepen bits n Byte: 8 bits n Kbyte: 1024 bytes n Mbyte: bytes n Gbyte: 1024 Mbytes n T(era)byte: 1024 Gigabytes

18 Basiscursus Informatica, RAM n Elke cel uit main memory kan individueel gerefereerd, bereikt en veranderd worden n “Hoge” adressen zijn net zo toegankelijk als “lage” n Random Accress Memory (RAM) ä gegeven een adres, direct inhoud opvragen n In tegenstelling tot “massa geheugen” ä lange bit-strings manipuleren in blokken

19 Basiscursus Informatica, Organisatie binnen cel n 8 bits in een byte ä linker bit = most significant bit ä rechter bit = least significant bit n Bytes zijn georganiseerd als een lange rij (met adres) n Een string van 16 bits opslaan in 2 naast elkaar gelegen bytes MostLeastsignificantbit High-orderLow-order end

20 Basiscursus Informatica, Overzicht college 1 n Opslag van bits n Main memory n Mass storage n Coderen van op te slaan informatie n Binaire systeem n Opslaan van integers

21 Basiscursus Informatica, Massa-opslag n Main memory is niet voldoende ä backups, power-off, technologische beperkingen n Mass storage of secondary memory ä Data opslaan in grote eenheden -files n Nadelen: mechanische onderdelen (langzaam) n On-line (hard-disk) en off-line (floppy-disk) ä aan computer versus los

22 Basiscursus Informatica, Disk storage (schijf) n Lees-/schrijfkoppen onder/boven schijf n Als schijf draait, lezen koppen een cirkel ä track ä opgedeeld in sectors, met data in bit-strings n Variatie per type schijf ä aantal tracks op oppervlak ä aantal sectors per track (sector = 512 of 1024 bytes) n Figuur 1.9, pagina 25

23 Basiscursus Informatica, Disk storage, vervolg n Tracks en sectoren zijn niet permanent ä Worden magnetisch vastgelegd door schijf te formateren n Formateren vernietigt alle bestaande data op schijf n Floppy (slappe) disk: lage capaciteit, off-line n Hard disk: hoge capaciteit, on-line

24 Basiscursus Informatica, Schijfprestatie n Afhankelijk van aantal factoren ä seek time: bewegen van de koppen tussen tracks ä rotation delay of latency time: gemiddelde tijd om data op track te vinden ä access time: som van seek en latency time ä transfer rate: snelheid van data uitwisseling tussen kop en schijf n Harde schijven doen het op alle fronten beter dan floppies ä Electronisch geheugen (main) nog veel beter!

25 Basiscursus Informatica, Compact disks n Optisch systeem ipv magnetisch n CD bestaat uit reflectief materiaal ä data opgeslagen als variaties in oppervlakte (veranderende reflecties) ä data lezen door variaties te scannen met een laserstraal n Hoge capaciteit (> 600 MB)

26 Basiscursus Informatica, Opslag op tape n Magnetische opslag (ouderwets) ä vergelijk tape recorder n Grote capaciteit (tot aantal GBs) n Grootste nadeel: zeer hoge access time n OK als backup medium

27 Basiscursus Informatica, Logical en phisical records n Fysiek record op magnetische schijf ä elke sector wordt als geheel (een blok) behandeld als data gelezen of gemanipuleerd wordt n Logisch record ä Natuurlijke opdeling van informatie in blokken (elke student is een blok) n Deze komen niet vaak overeen ä aantal logische blokken in 1 fysiek blok ä logisch blok verdeeld over meerdere fysieke

28 Basiscursus Informatica, Overzicht college 1 n Opslag van bits n Main memory n Mass storage n Coderen van op te slaan informatie n Binaire systeem n Opslaan van integers

29 Basiscursus Informatica, Symbolen representeren n ASCII (American Standard Code for Information Interchange) ä hoofd-, kleine letters, leestekens, cijfers 0-9 ä controle informatie (nieuwe regel, tabs, etc.) n Oorspronkelijk 7 bits ä 128 standaard codes ä Appendix A, pagina 433 n Tegenwoordig 8 bits (extra 0 aan high-order) ä compatibiliteit ä extra 128 codes zijn (helaas) niet standaard

30 Basiscursus Informatica, ASCII voorbeeld H e l l o.

31 Basiscursus Informatica, Getallen representeren n Getallen representeren met ASCII is inefficient ä 25: twee cijfers --> 2 bytes = 16 bits ä grootste getal met 16 bits is 99 n Alternatief: binaire of “base two” representatie ä alleen 0 en 1 (niet 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9)

32 Basiscursus Informatica, Overzicht college 1 n Opslag van bits n Main memory n Mass storage n Coderen van op te slaan informatie n Binaire systeem n Opslaan van integers

33 Basiscursus Informatica, Decimaal versus binair n Decimaal: positie representeert waarden ä 375: 5 staat voor 5; 7 staat voor 70; 3 staat voor 300 ä 5 staat voor 5x110 0 ä 7 staat voor 7x ä 3 staat voor 3x ä Som = 375 n In binair systeem gaat het met een factor 2 ipv 10

34 Basiscursus Informatica, Binair systeem Representatie: achtviertweeeen x1 + 1x2 + 0x4 + 1x8 = 11 n Ook hier geeft positie waarde aan ä vgl most en least significant bit n Elke positie is 2x de waarde van rechter buur n Vermenigvuldi-gen met 0 of 1

35 Basiscursus Informatica, Voorbeeld binair systeem Representatie: twee-enzestienachtviertweeeen dertig 1x1 + 0x2 + 1x4 + 0x8 + 0x16 + 1x32 = Stel het je voor als een kilometerteller of als een digitale klok

36 Basiscursus Informatica, Getallen representeren n ASCII, 8 bits (1 byte): grootste getal is 9 n Binair grootste getal in 1 byte is ä  = 255 = n ASCII, 16 bits: grootste getal 99 n Binaire systeem, 16 bits: = 65535

37 Basiscursus Informatica, Andere data representeren n Pictures, audio, video ä Pixel = picture element, 1 bit is 1 pixel ä Bitmap: bit patroon is een directe representatie van plaatje ä TIFF (tag image format file), GIF (graphical interchange format), JPEG (joint photographic experts group) n Fonts: Postscript, PDF (portable document format)

38 Basiscursus Informatica, Binair optellen n Principe zelfde als decimaal optellen met “onthouden” (foutje boek)

39 Basiscursus Informatica, Breuken in binair systeem n “Komma” invoeren: radix point ä links van radix: integers (als tot nu toe) ä rechts van radix: breuken (1/2, 1/4, 1/8, etc) n = 1x1/8 + 0x1/4 + 1x1/2 + 5 = 5 1/8 n Continuering van eerder ä Elke positie is 2x de waarde van zijn rechter buur

40 Basiscursus Informatica, Optellen van breuker n Zet de radix pointen gelijk n tel normaal op /8 4 6/8 7 1/8

41 Basiscursus Informatica, Overzicht college 1 n Opslag van bits n Main memory n Mass storage n Coderen van op te slaan informatie n Binaire systeem n Opslaan van integers

42 Basiscursus Informatica, Ook negatieve getallen n Twee manieren ä Excess notatie ä Two’s complement notatie –meest gebruikte

43 Basiscursus Informatica, Excess notation n Kies bit-string lengte (bv. 4) n Schrijf alle patronen op als gewoon tellen (16) n Stel patroon 1000 als 0 (MSB is 1) n Wat volgt naar boven is 1, 2, 3, etc. n Wat voorafgaat naar beneden is -1, -2, -3, etc n MSB is het tekenbit (sign bit) ä 0 is negatief; 1 is positief

44 Basiscursus Informatica, Excess eight n Waarom “excess eight”? n Bit patroon geeft 8 teveel aan ä 1111 is normaal 15 ä nu is het 7 ä 1000 is normaal 8 ä nu is het 0 n Hoe schrijf je -4? ä = 4 --> 0100

45 Basiscursus Informatica, Two’s complement notation n Kies lengte bit-patroon (bv. 4) n Stel 0000 als 0 ä Tel naar boven tot aan 0111 (geeft 1, 2, 3, etc.) ä Tel naar beneden tot aan 1000 (geeft -1, -2, etc.) n Sign bit (MSB): 0 is positief; 1 is negatief n Positieve getallen als normaal (min sign bit) n Duidelijke relatie tussen pos en neg getallen

46 Basiscursus Informatica, Voorbeeld two’s complement n Pos en neg zijn gelijk als ä lees van rechts naar links inclusief de eerste 1 ä Vanaf daar zijn de bit patronen elkaars complement n Complement ä 1 --> 0; 0 --> 1 ä 1001 en 0110

47 Basiscursus Informatica, Optellen in two’s compl. n Zelfde systeem als gewoon binair optellen, maar antwoord nooit langer als delen – = 0111 ä soms een bit weggooien – = wordt 0010 n Optellen wordt hetzelfde als aftrekken ä = negatief maken en optellen

48 Basiscursus Informatica, Voorbeelden (-5) (-3) (-2)

49 Basiscursus Informatica, Overflow error n Met elke bit-lengte is er een limiet aan de waarden die gerepresenteerd kunnen worden n Bv. in two’s complement met vier bits ä 9 bestaat niet ä 4+5 is onmogelijk uit te rekenen ä Er zou -7 uitkomen “1” = neg; complement vanaf eerste “1” =0111 = 7


Download ppt "Basiscursus Informatica, 98-99 1 Basiscursus Informatica College 1 Brookshear H1 Richard Benjamins."

Verwante presentaties


Ads door Google