Выполнение арифметических операций в компьютере со стековой архитектурой. ПОЛИЗ

Постфиксная запись - альтернативная форма записи выражений (польская инверсионная запись, ПОЛИЗ):

- знак операции следует за операндами;

- независимо от сложности выражения скобки не используются.

Выражение поэлементно просматривается слева направо:

-если элемент – переменная или константа:

= поместить его в стек;

- если элемент – оператор (знак операции):

= извлечь из стека два верхних элемента;

= выполнить соответствующую операцию над извлеченными элементами;

= поместить результат в стек.

Когда обработаны все элементы выражения, в вершине стека сформируется результат.

16. Адресация с индексированием: общие принципы, разновидности.

Один из разновидностей адресации со смещением.

ЕА = А + (R):

- база – поле А;

- индекс (положительное смещение относительно базы) – регистр R.

Применяется при обработке элементов массивов. Регистр R чаще всего называют индексным регистром; задается явно или подразумевается.

Принципиально не отличается от адресации через регистр базы, но адресное поле имеет бОльшую длину.

При такой адресации может быть реализована автоиндексация - автоматическая модификация содержимого индексного регистра при вычислении исполнительного адреса. Автоиндексация может быть автоинкрементной (положительное приращение) и автодекрментной (отрицательное приращение).

17. Базовые типы операндов: данные логического типа, строки, адреса.

Логические данные: интерпретация n-битового элемента как множества n независимых элементов. Таким образом один элемент хранит массив логических элементов. Логические операции осуществляются с отдельными битами.

Адреса рассматриваются как целые числа без знаков. Назначение адресных данных – указание расположение операндов команд в памяти. Адресные данные могут использоваться для вычисления исполнительного адреса операнда (например, сложение адресных данных при адресации со смещением).

Строковые данные – непрерывная последовательность битов, байтов, слов или двойных слов. Элементы строки – однотипные данные. Если байты байтовой строки представляют коды символов, то рассматриваемая строк – текстовая строка. Длина строки может быть очень разной. Длина строки определяется с помощью:

- использования кода ограничителя в последнем байте;

- указания в начале строки ее длины.

18. Базовые типы операндов: числа, разрядность основных форматов, размещение в памяти.

Числа в компьютерных системах представляются в трех формах:

- с фиксированной точкой (целые и дробные);

- с плавающей точкой (вещественные);

- в двоично-десятичной системе (BCD).

Форматы числовых данных:

- фиксированной длины – обрабатываются в АЛУ, блоке работы с числами с плавающей запятой, устройствах десятичной арифметики;

- переменной длины – обрабатываются в приложениях.

Разрядность форматов данных в IBM PC:

= Целочисленный формат (в знаковых форматах старший разряд кодирует знак числа):

- Byte Unsigned/Signed Integer – 8 бит=1 байт;

- Word Unsigned/Signed Integer – 2 байта;

- Doubleword Unsigned/Signed Integer – 4 байта;

- QuadroWord Unsigned/Signed Integer – 8 байт.

= Десятичный формат (BCD) – 80 бит;

= Вещественный формат (в знаковых форматах старший разряд кодирует знак числа):

- Single-Precision Floating Point Number – 32 бита; 8 бит для кодирования степени, целая часть – неявная (1.0), остальные биты – дробная часть;

- Double-Precision FP Number - 64 бита; 10 бит для кодирования степени, целая часть – неявная (1.0), остальные биты – дробная часть;

- Double Extended-Precision FP Number - 80 бит; 15 бит для кодирования степени, целая часть явно задается в 63м бите, остальные биты – дробная часть;

Т. к. разрядность ячейки ОП – 1 байт, а длина кодов данных – часто больше 1 байта, то последовательные октеты размещают в нескольких ячейках с последовательными адресами; для доступа к элементу данных указывается наименьший из адресов.

Порядок байтов – метод записи многооктетных кодов данных; должен быть строго определен в АСК.

19. Данные символьного типа: юникод.

8-битные ASCII-совместимые коды удобны, но не вмещают множества необходимых символов. 1993 г. – разработан стандарт ISO 10646 - 16-битный код, известный под названием Unicode («юникод»), позволяющий задавать до 65 536 символов.

Стандарт ISO 10646 состоит из двух разделов:

- универсальный набор символов (UCS, Universal Character Set) - задает однозначное соответствие символов кодам – элементам кодового пространства, представляющим неотрицательные целые числа;

- семейство кодировок (UTF, Unicode Transformation Format)- определяет машинное представление последовательности кодов UCS.

В Юникоде каждый символ описывается двумя последовательными байтами m и n, так что номеру символа соответствует численное значение 256* m + n.

Зоны Юникода: коды символов распределены на подгруппы, каждая из которых отображает алфавит определенных языков, алфавиты символов.

Символы, имеющие дополнительные над- или подстрочные элементы, могут быть представлены в виде:

- построенной по определенным правилам последовательности кодов (составной вариант);

- единого символа (монолитный вариант).

Графические символы подразделяются на:

- протяженные (базовые);

- непротяженные (бесширинные, модифицирующие - при отображении не занимают места в строке, не употребляются самостоятельно (напр., знаки ударения)).

20. Данные символьного типа: общие сведения, принципы кодирования, стандарты ASCII и ISO 8859, кодовые страницы.

Общие принципы:

- текст представляется последовательностью символов;

- символы представляются в двоичной форме;

- каждому символу соответствует определенная двоичная комбинация;

- совокупность возможных символов и назначенных им двоичных кодов образует таблицу кодировки.

Подмножество кода T.50 (рекомендация Союза Электросвязи) на территории США – ASCII – American Standard Code for Information Interchange. Регламентирует набор уникальных семибитовых кодов 128 символов (прописные и строчные буквы латиницы; цифры; знаки препинания; управляющие символы). Символы хранятся и передаются в виде 8-разрядных двоичных кодов. Восьмой бит – контроль четности.

Стандарт ISO 8859: Используются все 8 разрядов. Варианты стандарта различаются использованием кодов 128-255. Европейская модификация - стандарт ISO 8859-1 - является мировым стандартом де-факто, применяется с различными модификациями во всех странах. Существует много модификаций стандарта (ISO 8859-1, … ISO 8859-16 для различных алфавитов и символов). Стандарт неудобен для использования с кириллическими алфавитами.

Для кодирования текстов на русском языке наиболее широко применяются следующие кодовые страницы:

- в ОС Windows: Windows-1251;

- в ОС UNIX – семейство кодовых страниц KOI8;

- в ОС DOS – «альтернативная кодировка», она же IBM code page 866;

*О средствах взаимодействия компонентов компьютера:

Назначение: обеспечения взаимодействия ЦП, ОП, МВВ.

Эволюция: 1. непосредственные связи; 2. общая шина; 3. иерархия шин.

Магистраль или шина (bus) – совокупность электрических связей и обслуживающих устройств, обеспечивающих обмен данными между двумя или более устройствами.