Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Есть ли у вас вопросы?
Содержание
- 1. Есть ли у вас вопросы?
- 2. Краткое содержание предыдущей серииЧто такое ассемблер?Что такое
- 3. Краткое содержание сегодняшней серииСистемы счисленияЧто такое «архитектура»
- 4. Системы счисленияЧто такое система счисления?Метод записи чисел.В
- 5. Двоичная системаШироко применяется в информатике, программировании и
- 6. Двоичная системаПочему люди не пользуются двоичной системой?По
- 7. А программисту зачем двоичная система?В низкоуровневом программировании
- 8. Что делать, если часто нужно считать в
- 9. Шестнадцатеричная система (hexadecimal)В ней 16 цифр, 0..9,
- 10. Шестнадцатеричная система (hexadecimal)16 – это 24, поэтому
- 11. Если вам не легкоТо нужно научится считать в двоичной системе от 0 до F:
- 12. В языке СВ языке С можно использовать
- 13. ПодвохПрограммист для красоты выровнял колонку цифр. И десятичное 37 превратилось в восьмеричное 037 == 31.
- 14. ARMAdvanced RISC Machines – британская компанияARMv1.. ARMv9
- 15. Что же такое «архитектура компьютера»?Это сочетание многих
- 16. Что такое «битность»?32-битный компьютер обладает:32-битными регистрами32-битной шиной
- 17. Типы архитектурCISC – Complex Instruction Set ComputerRISC – Restricted Instruction Set Computer
- 18. Типы архитектур
- 19. Архитектура ARMv7RISC-подобнаяНабор команд Thumb-2 (совместим с Thumb
- 20. Набор команд Thumb 2Большая часть команд длиной
- 21. Регистры в ARM Cortex M3
- 22. Помните машину Тьюринга?
- 23. Как выглядит ассемблер в KeilКоманда movs r0,
- 24. Подробнее о командеИтак, 0x080003A4 2005
- 25. Подробнее о командеИтак, 0x080003A4 2005
- 26. Структура команды (на примере 16-битной mov)0x2005
- 27. А какая вообще бывает адресация?Косвенность, теоретически, может
- 28. Абсолютная адресация в Cortex M3Команды имеют длину
- 29. Косвенно-регистровая адресацияСинтаксис – квадратные скобкиLDR R0,
- 30. Немножко о компиляции языка СКаждый файл .c
- 31. А где в ассемблере учитывается тип?У команд
- 32. Скачать презентанцию
Краткое содержание предыдущей серииЧто такое ассемблер?Что такое процессорные регистры и зачем они нужны?Как организована память?Где хранится код?А как он при этом выглядит?
Слайды и текст этой презентации
Слайд 2Краткое содержание предыдущей серии
Что такое ассемблер?
Что такое процессорные регистры и
зачем они нужны?
этом выглядит?
Слайд 3Краткое содержание сегодняшней серии
Системы счисления
Что такое «архитектура» компьютера
Регистры в ARM
Cortex M3
Набор команд Thumb 2
Способы адресации в ARM Cortex M3
Слайд 4Системы счисления
Что такое система счисления?
Метод записи чисел.
В зависимости от основания
системы одна и та же запись означает разное число:
1005 =
1002 =
2510
410
Слайд 5Двоичная система
Широко применяется в информатике, программировании и т.д.
Но почему?
Потому
что компьютеры очень удобно делать из двоичных электронных компонентов.
Слайд 6Двоичная система
Почему люди не пользуются двоичной системой?
По историческим причинам
Относительно небольшие
числа в ней записываются очень длинно:
10 0111 0000 11112 =
999910
Слайд 7А программисту зачем двоичная система?
В низкоуровневом программировании бывает так, что
число не несет количественного смысла.
Вместо этого, каждый бит в двоичном
представлении числа имеет свой смысл.
Слайд 8Что делать, если часто нужно считать в двоичной системе?
Нужно научиться
быстро переводить числа из одной системы в другую.
Как?
Быстро делить
в умеИспользовать специальный софт (напр., калькулятор windows)
Использовать шестнадцатеричную или восьмеричную систему
Слайд 9Шестнадцатеричная система (hexadecimal)
В ней 16 цифр, 0..9, А,B,C,D,E и F.
В
языке С такие числа записываются с префиксом 0x:
0xFF
Но что все
это дает?
Слайд 10Шестнадцатеричная система (hexadecimal)
16 – это 24, поэтому каждая цифра в
hex’е – это 4 цифры в двоичной системе!
И переводить числа
очень легко:0x1532
0001
0101
0011
0010
542610 перевести в двоичную систему в уме сложнее
Слайд 12В языке С
В языке С можно использовать три системы счисления:
Десятичную
– просто числа, без префиксов
Шестнадцатеричную – числа с префиксом 0x
Восьмеричную
– с префиксом 0В некоторых компиляторах есть нестандартный префикс 0b для двоичной системы
Слайд 13Подвох
Программист для красоты выровнял колонку цифр.
И десятичное 37 превратилось
в восьмеричное 037 == 31.
Слайд 14ARM
Advanced RISC Machines – британская компания
ARMv1.. ARMv9 – архитектуры ЭВМ
ARM2...ARM11
и Cortex – микропроцессорные ядра
ARM не производит физических устройств, только
спецификацииМы изучаем микроконтроллер STM32F103
ST Microelectronics – производитель чипа
32 – «битность»
F103 - серия
Cortex M3 – ядро (М – означает микроконтроллер) с архитектурой ARMv7
Слайд 15Что же такое «архитектура компьютера»?
Это сочетание многих системных решений об
устройстве компьютера, концептуальная структура, которая включает в себя
Набор ассемблерных команд
(instruction set)«Битность»
Тип памяти (Гарвард или фон Нейман)
Количество и назначение шин
Общие принципы работы
И т. д.
Слайд 16Что такое «битность»?
32-битный компьютер обладает:
32-битными регистрами
32-битной шиной адреса
32-битной шиной данных
Возможно,
не все сразу – т.е. понятие это несколько расплывчато.
Слайд 17Типы архитектур
CISC – Complex Instruction Set Computer
RISC – Restricted Instruction
Set Computer
Слайд 19Архитектура ARMv7
RISC-подобная
Набор команд Thumb-2 (совместим с Thumb из ARMv4)
32 бита
фон
Неймановская память (единое адресное пространство)
13 регистров общего назначения
Endianness (и еще
многое) на выбор производителя
Слайд 20Набор команд Thumb 2
Большая часть команд длиной 2 байта, есть
команды в 4 байта (мнемоники единообразные)
Большая часть команд выполняется за
2 такта (дольше – умножение, деление, множественная загрузка/сохранение и т.д.)Только целочисленная арифметика
Подробности - ARMv7-M Architecture Reference Manual
Слайд 23Как выглядит ассемблер в Keil
Команда movs r0, #0x05 – поместить
(от слова move) в регистр R0 число 5
Слайд 24Подробнее о команде
Итак, 0x080003A4 2005 MOVS r0,#0x05
означает
«по адресу 0x8003A4 хранится: положить в регистр R0 число 5»
А
откуда берется число пять? Оно лежит прямо в коде команды! 2005
Это называется «непосредственная» адресация (immediate)
Слайд 25Подробнее о команде
Итак, 0x080003A4 2005 MOVS r0,#0x05
означает
«по адресу 0x8003A4 хранится: положить в регистр R0 число 5»
А
где написано, что R0?Тоже в команде! 2005
Это «регистровая адресация» – один из операндов – регистр и его номер указан прямо в команде.
Слайд 26Структура команды (на примере 16-битной mov)
0x2005 = 0010 0000
0000 0101
Пять старших бит показывают что это, собственно, команда mov
Биты
10, 9 и 8 задают номер регистраБиты с 7 по 0 задают непосредственный операнд
Поразительным образом все, что делает команда, указано прямо в команде!
Слайд 27А какая вообще бывает адресация?
Косвенность, теоретически, может наращиваться бесконечно -
по адресу лежит адрес, по которому лежит адрес, по которому...
(указатель на указатель на указатель...)
Слайд 28Абсолютная адресация в Cortex M3
Команды имеют длину 2 или 4
байта.
Адреса имеют длину 4 байта.
Как же положить адрес
прямо в команду?А никак. В Cortex M3 такого способа адресации нет!
Что же делать?
Слайд 29Косвенно-регистровая адресация
Синтаксис – квадратные скобки
LDR R0, [R1,#0x00] – считать
в регистр R0 значение, лежащее по адресу «то, что в
R1 + 0»Смещение лежит прямо в команде и может быть от 0 до 4095.
Для адресации глобальных переменных часто используется регистр РС. Но почему?
![Косвенно-регистровая адресацияСинтаксис – квадратные скобкиLDR R0, [R1,#0x00] – считать в регистр R0 значение, лежащее по адресу](/img/thumbs/a854c08d36f10189b95f0f35c602d66b-800x.jpg "Есть ли у вас вопросы? Косвенно-регистровая адресацияСинтаксис – квадратные скобкиLDR R0, [R1,#0x00] – считать в регистр")
Слайд 30Немножко о компиляции языка С
Каждый файл .c компилируется отдельно от
остальных и превращается в файл .o – «объектный файл»
Линкер разрешает
зависимости между файлами, проставляет вызовы функцийЛинкер размещает объектные файлы в памяти
Вывод?
Линкеру удобно положить адрес переменной рядом с кодом, который к ней обращается. Если они в одном файле.
Слайд 31А где в ассемблере учитывается тип?
У команд есть вариации:
W –
word – слово – 4 байта
H – halfword – полуслово
– 2 байтаB – byte – байт – 1 байт
S – signed – знаковый
