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Chapitre 2Codage, langage machine et

instructions

Jean PrivatUniversité du Québec à Montréal

INF2170 — Organisation des ordinateurs et assembleurAutomne 2013

Jean Privat (UQAM) 02 — Codage INF2170 — Automne 2013 1 / 29

Plan

1 Représentation des nombres

2 Représentation des données informatiques


Rappel

Données et instructionsSont en mémoirePartagent la même formeTout est des bits

Qu’est-ce que la mémoire ?Un grand tableau de cellules


Cellules mémoires

ContiennentPas vraiment des valeurs décimalesMais des valeurs binaires

La « signification » des valeurs binairesN’est pas stockée dans la celluleMais dépend du sens que peut leur donner le« lecteur »


Plan




Système de numérationQu’est-ce qu’un nombre ?

Une quantitéLa mesure de quelque chose

Sa représentation ?11012158D161310XIII« treize »


Représentation des nombres

Les chiffresLes briques de bases pour représenter un nombre

Système décimalIl n’est pas plus « vrai » que les autres systèmesMais c’est celui dont on a l’habitude


Notation positionnelle

Les puissance de la base du systèmeBase 10 : 1 (un), 10 (dix), 100 (cent), 1000 (mille),etc.

Exemple10110 = 1× 102 + 0× 101 + 1× 1001012 = 1× 22 + 0× 21 + 1× 20 = 510


Système binaire

2 chiffres0 et 1

Exercices11012 = ?110011010101012 = ?


Décimal → binairePrincipe

Suite de division entière par 2On conserve les restes (en ordre inverse)

Exemple

1910/2 = 9 reste 19/2 = 4 reste 14/2 = 2 reste 02/2 = 1 reste 01/2 = 0 reste 10 donc 1910 = 100112


Décimal → binaire (alternative)Principe alternatif

Suite de soustractions des puissances de 2On soustrait les plus gros en premier

Exemple

1910 ≥ 16 ? oui on note 1, il reste 3310 ≥ 8 ? non on note 0, il reste 3310 ≥ 4 ? non on note 0, il reste 3310 ≥ 2 ? oui on note 1, il reste 1110 ≥ 1 ? oui on note 1, il reste 0

donc 1910 = 100112Jean Privat (UQAM) 02 — Codage INF2170 — Automne 2013 11 / 29

Système hexadécimal

Le binaire (base 2), c’est bien2 chiffres : 0 et 1Représentation native de la machineMais trop de chiffres dans les nombres

L’hexadécimal (base 16), c’est mieux16 chiffres : 0 à 9 et A, B, C, D, E et FMoins de chiffres dans les nombresPassages faciles binaire → hexadécimalet hexadécimal → binaire


Hexadécimal ↔ binaire

PrincipeOn part de la droite4 bits ↔ 1 chiffre hexadécimalOn utilise la table pour trouver l’équivalent

Exemple1000112 ↔ ”0010 0011”↔ ”2 3”↔ 2316


Préfixes d’unités

Normes ISO et CEIkilo (k) 103 kibi (Ki) 210 = 1 024méga (M) 106 mébi (Mi) 220 = 1 048 576giga (G) 109 gibi (Gi) 230 = 1 073 741 824téra (T) 1012 tébi (Ti) 240 = 1 099 511 627 776mili (m) 10−3micro (µ) 10−6nano (n) 10−9


Plan




Représentation de l’information

Les ordinateurs actuels sont binairesLe bit est la plus petite unité d’informationL’octet (groupe de 8 bits, byte) est la plus petiteunité d’information adressable

Octet28 = 256 combinaison de bits différents(de 00000000 à 11111111)ou 2 chiffres hexadécimaux(de 00 à FF)


Données

Les données manipuléesSont de nature diverseDoivent être représentés sous forme binaireOccupent des zones mémoire de longueur fixes ouvariables

Mot mémoireL’unité de base des zones de longueur fixesEn Pep/8, un mot = 2 octets (16 bits)


Mot mémoire

En mémoireUn mot regroupe plusieurs octetsL’adresse d’un mot et celle du premier octet

3ABmoitié un3ACmoitié deux3AD

3AE

adresse


Boutisme (Endianness)

L’ordre de rangement des octets d’un mot

3ABAB3ACCD3AD

3AE

Gros boutisme

3ABCD 3ACAB 3AD

3AE

Petit boutisme

ABCD


Représentation des nombres entiers

Non signés sur 16 bits0 à 65535

Exemple : 0150 0 0 0 0 0 0 1 0 1 1 1

3121100

= 19010

Signés sur 16 bitsLe bit de poids fort code le signePour les positifs, on utilise les 15 bits restantsPour les négatifs... la semaine prochaine


Représentation des caractèresReprésentation ASCII

Représenté par un code de 7 bitsASCII = American Standard Code for InformationInterchange

Représentation ISO 8859-1 (dite latin 1)Représenté par un code de 8 bitsInclue l’ASCIIInclue les lettres accentuées

Représentation UnicodeBien plus compliqué


Langage machine

InstructionsCodes d’opérations = quoi faireCodes d’opérandes = où trouver les opérandes

Catégories d’instructionsInstruction arithmétiques (calculs)Instructions logiqueInstructions de transfert (déplacement d’information)Instructions de contrôle (déroulement de l’exécution)


Langage machine : exempleAdresse Instruction2100 C1212C2103 B001F42106 0E211E2109 C1211E210C E12128210F C1212C2112 E1212A2115 7121282118 E1212C211B 042103211E ...


Types de processeurCISC

complex instruction-set computerPlein d’instruction compliquésProgrammes cours et lisibles

RISCreduced instruction-set computerQue des instructions simplesPlus de registres et de cache

HybrideCISC émulé par du RISC


Langage d’assemblage

Principe :Forme symbolique du langage machine

Remplacement des instructions par des motsRemplacement des adresses par des symbolesOn peut mettre des commentairesPlusieurs formes de valeurs littérales


Langage d’assemblage : exemple

Fibo : LDA somme , dBouc le : CPA 500 , i ; wh i l e ( somme < 500)

BRGE A f f i c h e ; {LDA de r n i e r , dSTA avant , d ; avant = d e r n i e r ;LDA somme , dSTA de r n i e r , d ; d e r n i e r = somme ;ADDA avant , dSTA somme , d ; somme = avant+d e r n i e r ;BR Bouc le ; } // wh i l e

A f f i c h e : . . .


Traitement d’un programme enlangage d’assemblage

Programmesource Assembleur

Liste duprogramme

Programmeobjet

Bibliothèques

Éditeur delienChargeur

Programmeobjetchargé

Données

Résultats


La semaine prochaine

Arithmétique informatiqueEntiers relatifs et calculs


Bibliographie

Notes de coursChapitre 3 : Codage de l’information

LivresSections 3.1, 3.2, 3.4, 3.5, 3.6, 3.7

Programmes02-fibo.pep


Représentation des nombresReprésentation des données informatiques

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