Informaatika õppesessioon, 16.11.2013

mis on kala kõhus ehk kuidas andmeid arvuti
mälus esitatakse ja protsessoris töödeldakse


Mida kala kõhus EI OLE

- (ilusa nimega) muutujaid
- arvusid (matemaatilises mõttes)
- objekte, funktsioone, ...
- tsükleid
- tingimuslauseid
- sõnesid (stringe)


Bitid ja baidid

- positsioonilised arvusüsteemid (2,8,16)
- täisarvude esitamine
- ületäitumine
- märgiga ja märgita arvud
- 8-, 16-, 32-, 64-bitised arvutid
- mitmebaidised arvud
- little-endian, big-endian
- network byte order

- binary coded decimal

- ujukomaarvu esitamine arvutis
- ratsionaalarvu 1/N (mitte)perioodilisuse sõltuvus arvusüsteemi alusest; vt. lisa
- täpsuse kadu, liitmise mitteassotsiatiivsus
- -0, +0, -Inf, +Inf, NaN


Protsessor, registrid, mälu

- üldine mälu pilt, andmed, programmikood
- taktsagedus
- instruction pointer
- registrid
- viida mõiste mälu addresseerimisel
- elementaaroperatsioonid, mida CPU teeb
- võrdlusoperatsioonid, ületäitumised ja FLAGS
- (tingimuslik) jmp


Masiiv ja viit

- viit on olemusel täisarv -> võimalik ületäitumine!
- massiivi indekseerimine baasaadressi ja nihkega
- "üle serva" indekseerimine


Alamprogrammide tugi

- pinu
- SP, push, pop
- call, ret
- lokaalmuutujad
- parameetrite edastamine


Teksti esitamine arvutis

- iga sümbol on tõlgendatav täisarvuna ('3' + 2 == '5')
- sõne (string) on sümbolite massiiv
  * C: piiramatu pikkusega, \0 lõpus
  * Pascal: <pikkus>tekst
- ühe baidi kaupa töötlemine sageli ebaefektiivne!

- näide: C-tüüpi sõnele sümboli lõppu lisamine:
  1) tuvasta pikkus (L)
  2) eralda tükk mälu (L+1)
  3) kopeeri algne väärtus
  4) lisa lõppu sümbol c
  5) lisa '\0'
  6) muuda viit näitama uuele sõnele

- sõnede omavahelise omistamise, erinevad variandid:
  * viitade vahetamine
  * mälu kopeerimine

- tühja sõne all võidakse mõelda erinevaid asju:
  * 0-väärtusega viit (nullpointer)
  * viit sõnele pikkusega 0 (ja talle võib olla eraldatud mingi (nullist suurem) hulk "ruumi")
  * mingite maagiliste sümbolitega täidetud sõne (tühikud, reavahetus, vms)

Tegelikult on kõik veel keerulisem...

Arvuti mälus hoitav baitide jada, ilma teadmiseta, mis kooditabeli alusel seda tuleks 
tõlgendada, ei võimalda üheselt otsustada, mis sümboleid konkreetne bait (baidid) esitavad.

Teisendused erinevate kooditabelite vahel võivad olla kadudega, kui siht-tabelis vastavat
sümbolit ei leidu (mõni baidijada võib konkreetses tabelis üldse mitte midagi tähendada).

Sisend-/väljundseadmetel ja programmidel on tavaliselt mingi ettemääratud (seadistatud)
kooditabel, mida nad eeldavad:
- ASCII
- ISO-8859-15
- KOI-8
- Unicode UTF-8, UCS-2, UCS-4, BOM
- EBCDIC

Hea programm (Linuxis): iconv

Tekstifailid
- reavahetused:
  - Linux, uuem MacOS: \n
  - Windows, DOS: \r\n
  - vanem MacOS: \r
- kas viimase rea lõpus on reavahetus?
- EOT sümbol - mõned programmid tõlgendavad seda kui (teksti)faili lõppu (windows copy!)
- MIS KOODITABEL?

Lisa (1/5 - kahendsüsteemis)

1    : 101 = 0.00110011...
1000
 101
----
  110
  101
  ---
    1000
     101
    ----