1 これまでの復習と本日の内容

1.1 これまでの復習

コンピューターを構成する最も重要な要素は、

• Central Processing Unit (CPU:中央処理装置)
• メインメモリー(main memory:主記憶装置)。単にメモリーと呼ぶことも 多い。

です。これまでは、メインメモリーの中でのデータ(数値、文字)の格納方法を 学習しました。次のようなことを理解しなくてはなりません。

• COMET IIでは、16ビットを1ワード(1語)と言い、この単位でデータの 処理を行います。
• メモリーには、1ワード毎にアドレスがついています。
• 数値も16ビットで表現します。符号付整数の場合は、それで表すこと ができる範囲は、以下の通りです。
  • 正の数の絶対値の最大値は、(0111 1111 1111 1111)$_2$ = (2$^{15}$-1)$_{10}$=(32767)$_{10}$
  • 負の数の絶対値の最大値は、(1000 0000 0000 0000)$_2$ です。これ は第15ビットが1なので負の数で、2の補数表示です。したがって、 その絶対値を求めるためには、ビット反転を行い、1を加算すれ ばよい。したがってこれは、-(2$^{15}$)$_{10}$=-(32768)$_{10}$を 表します。
• 符号無整数の場合は、以下の通りです。
  • 表現可能な最小値は、(0000 0000 0000 0000)$_2$ = (0)$_{10}$です。
  • 表現可能な最大値は、(1111 1111 1111 1111)$_2$ = (2$^{16}$-1)$_{10}$=(65535)$_{10}$です。
• 数値と異なり、文字にはそれぞれ、番号をつけて区別します。文字と それに対応する番号は、規格 JIS X0201 ラテン文字・片仮名用8単位符 号で決まっています。
• この番号は、8ビットなので、最大256文字しか使えません。数字とア ルファベットと片仮名と記号を表すのであれば十分です。漢字は、使え ません。
• COMET IIの1ワード16ビットに対して、文字は8ビットしか使いません。 COMET IIでは1ワードで1文字を表すため、16ビットのうち上位8ビット は0として、下位8ビットで1文字分を表します。例えば、アルファベッ トのYamaを表す場合、Yは(59)$_{16}$、aは(61)$_{16}$、mは (6D)$_{16}$、という番号がついているので、COMETのメモリーには、次 のように格納されます。ただし、アドレスの実際の割り当ては、OSが決 めます。

  図 1: 文字列"Yama"のメモリーへの格納

  
• 数値と文字では、メモリーの中身は異なります。例えば、数値の (9)$_{10}$と文字の"9"は、以下のようになります。文字の"9"は、JIS X0201では、(39)$_{16}$です。

  図 2: 数値の(9)$_{10}$と文字"9"のメモリーへの格納

  
• メモリーの中身を見ると、それが数値なのか文字なのか、判断できま せん。命令毎に数値を扱うのか、文字を扱うのか決まっています。以降 の、学習で分かるでしょう。

1.2 本日の内容

本日は、レジスタについて学習します。これは、CPU内のデータの記憶する場 所と考えてください。教科書のP.15〜P.20の指標レジスタの前までです。ここ までを中間テストの範囲とします。

ホームページ: Yamamoto's laboratory
著者: 山本昌志