ISO Dagens tema. Tegn. Uttrykk. I Minila lagres kun heltall, men de kan tolkes som tegn. Det siste om Minila.

Transkript

1 April 1995, DFL, Ifi/UiO Dagens tema Dagens tema Det siste om Minila og tekster Flink maskinen Litt datamaskinhistorie Registre og lagre Instruksjoner Flok kode Flass kode I Minila lagres kun heltall, men de kan tolkes som tegn. (Tabellen finnes på studier/emner/matnat/ ifi/inf2100/h06/dok/ ISO8859 table.pdf.) A B C D E F A B C D E F ISO ! " # $ % & ( ) * +,. / : ; < = >? A B C D E F A B C D E A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z [ \ ] ^ _ A B C D E F A B C D E F a b c d e f g h i j k l m n o p q r s t u v w x y z { } ~ A B C D E F A B C D E F A B C D E F A B C D E F ª «± ² ³ µ ¹ º» ¼ ½ ¾ A A A A A A A A A A AA AB AC AD AE AF B B B B B B B B B B BA BB BC BD BE BF À Á Â Ã Ä Å Æ Ç È É Ê Ë Ì Í Î Ï Ð Ñ Ò Ó Ô Õ Ö Ø Ù Ú Û Ü Ý Þ ß C C C C C C C C C C CA CB CC CD CE CF D D D D D D D D D D DA DB DC DD DE DF à á â ã ä å æ ç è é ê ë ì í î ï ð ñ ò ó ô õ ö ø ù ú û ü ý þ ÿ E E E E E E E E E E EA EB EC ED EE EF F F F F F F F F F F FA FB FC FD FE FF kan også leses inn: Uttrykk Konstant kan angis som konstanter: Et tegn Variabel inchar inint + * /

2 Programmet tegn.min prog var c; begprog outtext "Skriv et tegn: "; c := inchar; outtext "et "; outchar c; outtext " har kode "; outint(1) c; outline; outtext "et 1 har kode "; outint(1) 1 ; outline; endprog Dette programmet demonstrerer bruk av tegn: > flok tegn.flok Skriv et tegn: A et A har kode 65 et 1 har kode 49 En tekst "Abc" lagres som en array av tegn: Dessuten regnes tegn med kode 0 som «tomme tegn». Programmet tekst.min prog var s[6], i; begprog outtext "Gi en tekst: "; intext s; i := 0; while i <= s[0] do outtext "s["; outint(1) i; outtext "] er "; outint(3) s[i]; outline; i := i+1; endwhile; s[2] := 0; outtext "Nå er teksten "; outchar " ; outtext s; outchar " ; outline; endprog

3 Dette programmet demonstrerer tekster: > flok tekst.flok Gi en tekst: Abc s[0] er 6 s[1] er 65 s[2] er 98 s[3] er 99 s[4] er 0 s[5] er 0 s[6] er 0 Nå er teksten "Ac" To nye setninger gjør det mulig å lese inn og skrive ut tekster: intext leser resten av linjen. outtext skriver ut alle tegn som ikke er 0. Setning Tekst Variabel := Uttrykk intext Navn outchar Uttrykk outint ( Tall ) Uttrykk outline outtext Navn Tekst If-setning Repeat-setning While-setning call Navn with Uttrykk into Variabel Charles Babbage Charles Babbage Datamaskinenes historie Menneskene har alltid prøvd å lage maskiner for å løse sine problemer. Midt på 1800 tallet var problemet tabeller med feil. Charles Babbage konstruerte sin Difference Engine som kunne lage tabeller automatisk ved å regne ut polynomer. (Den ble først ferdig i 1991.) Han arbeidet også med en Analytical Engine som skulle bli en generell beregningsmaskin. The difference engine på Science Museum i London

4 Tidlige datamaskiner De første moderne datamaskiner Problemet i 1930 årene var kanoner. Det er mulig å beregne en prosjektilbane, men det er mye arbeid for en matematiker. U.S. Army Ordnance Department Ballistic Research Laboratory trengte data for dusinvis av nye kanoner. Løsning Lag arbeidsbeskrivelse, og la egne «beregnere» gjøre jobben. Fra en eldre utgave av Webster s Dictionary: computer n, one that computes; specif: an automatic electronic machine for performing calculations Tidlige datamaskiner Problem Hver bane tok opptil 20 timer å beregne (selv med elektrisk bordregnemaskin), og man trengte ulike baner for hver kanon. Løsning Lag en maskin som gjør dette automatisk. Moore School of Electrical Engineering ved universitetet i Pennsylvania gjorde det med penger fra Ballistic Research Laboratory. Resultatet ble som ble ferdig i Den målte 2½ 1 30 m, veide 30 tonn og inneholdt radiorør. Den kunne beregne en kulebane på drøyt 10 s. Oppbyggingen av Tanken var å kopiere en menneskelig beregner. Den har Aritmetisk enhet («ALU») tilsvarte regnemaskinen med de fire regneartene: + Regnemaskinen har et tall for videre beregning; datamaskinen har et register. Minnet tilsvarte arket med mellomresultater. Datamaskinen kunne overføre innholdet av registeret til eller fra en celle i minnet. Programmet tilsvarte beregnerens arbeidsbeskrivelse. Det skulle følges helt slavisk.

5 Programmet Et program for datamaskinen inneholdt de samme elementene som beregnerens arbeidsbeskrivelse: Aritmetiske operasjoner var mulig i de fire regneartene; svaret kom i registeret. Mellomlagring av data skjedde ved at registeret ble kopiert til en angitt celle i minnet. Hopp til en angitt instruksjon var nødvendig for å kunne gå i løkker. Tester i forbindelse med hopp var typisk på om registeret var < 0, = 0 eller > 0. Programmene ble etter hvert kodet som tall (mens ble kodet med kabler). Den aller første «debugging» Også de første datamaskinene hadde feil («bugs»). Den 9. september 1945 kl fant man feilen i relé nr 70 i panel F i en Mark II Aiken elektromekanisk datamaskin og foretok den første «debugging». Flink maskinen Flink maskinen Flink maskinen To internlagre: Datalageret kan lagre heltall. Instruksjonslageret brukes til å lagre instruksjoner. Hver celle består av tre deler: Func angir hvilken operasjon det er snakk om. Adrs gir adresser. Corr gir adressekorreksjon med C registeret. (Senere) Seks registre: I aktuell verdi C korrigeringsregister (omtales senere) PC programteller CF Siste Func del av instruksjon CA Siste Adrs del av instruksjon CC Siste Corr del av instruksjon

6 Programutførelsen Programutførelsen utføres alltid én og én: PC = 0; I = 0; C = 0; stoppet = false; while (! stoppet) { CF = Func[PC]; CA = Adrs[PC]; CC = Corr[PC]; PC = PC + 1; } if (CF == 0) stoppet = true; else utfør instruksjonen (CF,CA,CC) (Denne uken kan vi regne at addr er CA.) 0 STOP Stopp 1 1 LDI I = ISTORE[addr]; 2 2 STI ISTORE[addr] = I; 2 5 ADDI I = I+ISTORE[addr]; 2 26 ADDC C = C+ISTORE[addr]; 2 6 SUBI I = I ISTORE[addr]; 2 7 MULI I = I*ISTORE[addr]; 10 8 DIVI I = I/ISTORE[addr]; INC I = «tegn fra tastaturet»; 50 9 INI I = «tall fra tastaturet»; INT ISTORE[addr+1,... ] = «tekst fra tastaturet»; OUTC System.out.print((char)I); OUTI System.out.print(I); OUTT «skriv teksten i addr» OLIN System.out.println(); JMP Hopp til addr 1 13 JRC C = PC; Hopp til addr 1 14 JLTI Hopp til addr om I< JLEI Hopp til addr om I<= JEQI Hopp til addr om I== JNEI Hopp til addr om I!= JGTI Hopp til addr om I> JGEI Hopp til addr om I>=0 1

7 Eksempel på Flink kode Et eksempel 20 SETI I = addr; 1 21 INCI I = I+addr; 1 22 SETC C = addr; 1 23 INCC C = C+addr; 1 24 CIC C = I; 1 25 CCI I = C; 1 Dette programmet skriver ut tallet 4: Flok koden Flok koden Flok koden Kjøring For å få Flink maskinen til å utføre koden, må vi «pakke den tekstlig inn» i såkalt Flok kode: #! /store/bin/flink Først: antall instruksjoner og antall heltall. 2. Så: instruksjonene. 3. Til sist: heltallene (men ingen her). Nå kan vi kjøre programmet: > flok skriv4.flok 4 Total execution time: 102

8 Flass koden Flass kode Flass koden Eksempel: abs.flass # Leser et tall og beregner absoluttverdien. For å gjøre det enklere å skrive Flok kode, har man funnet på Flass. Da kan man bruke navn istedenfor tallkoder bruke navn på datalokasjoner sette navn på instruksjoner (for å hoppe dit) Start INI # Les tallet JGEI Skriv # Hvis negativt, STI Var # lagre i Var. SETI 0 # Beregn SUBI Var # 0 Var. Skriv OUTI 1 # Skriv ut tallet. OLIN Slutt STOP # Ferdig. Var INTG 0 # Flass koden Flass koden Oversikt laget av programmet flass Kjøringen går slik: > flass abs.flass Dette er Flass (version 3.02) Leser koden første gang...ok Leser koden andre gang...ok > flok abs.flok Inint: Total execution time: 202 > flok abs.flok Inint: Total execution time: 207 # Leser et tall og beregner absoluttverdien. Code 0: Start INI # Les tallet Code 1: JGEI Skriv # Hvis negativt, Code 2: STI Var # lagre i Var. Code 3: SETI 0 # Beregn Code 4: SUBI Var # 0 Var. Code 5: Skriv OUTI 1 # Skriv ut tallet. Code 6: OLIN Code 7: Slutt STOP # Ferdig. Data 0: 0 Var INTG 0 #

9 Minila, Flink, Flok og Flass Oppsummering I Minila kan vi også håndtere tegn og tekster. Vi har sett på instruksjonene og registrene i Flink. Flink maskinen leser filer med Flok kode. Det er lettere å skrive assemblerkoden Flass enn maskinkoden Flok.