Leksione 1 & 2

Leksione 1 dhe 2: Koncepte Bazë

R. Vasili - Gjuha Assembly – Universiteti i «Ε. Çabej»

Simestri I – Teknololgji Informacioni

Pergatiti: Roland Vasili – Bazuar në Slidet e Kip Irvine2

• Hyrje në Gjuhën Assembly

• Koncepti i Makines Virtuale

• Paraqitja e të Dhenave

• Veprime Buleane


Mirë se erdhet në Gjuhën Assembly

• Gjuha Assembly është gjuha më e vjetër e programimit.

• Nga të gjitha gjuhët, ajo është gjuha e ngjashme më e

afërt te gjuha natyrale e kompjutërit.

• Ka Akses Direkt te materiali(hardware) i kompjutërit.

• Ndihmon për të kuptuar në një madhësi të konsideru-

eshme arkitekturën e kompjutërit dhe sistemet e

shfrytëzimit.


Disa pyetje interesante për tu përgjigjur [1/4]

• Çfarë formimi duhet të kemi?• Programim Kompjuteri (C++, C#, JAVA, VB…)

• Çfarë është një assembler?

• Një program që konverton programe me kod-burimor(source-code) nga gjuha assembly në gjuhë makinel(machine language)

• MASM (Microsoft Assembler), TASM (Borland TurboAssembler)

• Lidhësi(Linker) (program shoqërues i Assembler-it)kombinon skedare individualë të krijuara nga njëassembler në një program të vetëm të ekzekutueshëm.

• Debugger-i pajis programuesit me një menyrë për tëndjekur ekzekutimin e një programi dhe ekzaminimin epërmbajtjes së kujtesës.


Disa pyetje interesante per tu pergjigjur [2/4]

• Ç’ tipe progamesh do krijojmë?

• 16-Bit Real-Address Mode: MS-DOS, DOS emulator

• 32-Bit Protected Mode: Microsoft Windows

• Ç’ relacion ka gjuha assembly me atë të makines?

• Korespondence Një-me-Një

• Po me gjuhet C++ dhe Java? P.sh., X=(Y+4) *3

mov eax, Y

add eax, 4

mov ebx, 3

imul ebx

mov X, eax



• Çfarë do mesojmë?

• Parimet Bazë të Arkitektures së Komjutërit

• Parimet Bazë të Logjikës Booleane

• Si menaxhojnë kujtesën, si përdorin mënyrat real mode,

protected mode dhe virtual mode proçesorët IA-32

• Si përkthejnë instruksionet në gjuhë assembly dhe kod

të paster(native) makine kompiluesit(compilers) e

gjuhëve të nivelit të lartë ( si C++)

• Përmirësimet e teknikave të debugging në nivel-makine

(p.sh., gabimet gjatë alokimit të kujtesës)

• Si komunikojnë, programet aplikative, me sistemin e

shfrytëzimit të kompjutërit nëpërmjet menaxhuesve të

ndërprerjeve, thirrjeve të sistemit, dhe hapësirave të

përbashkëta të kujtesës



• A është gjuha Assembly portative?

• Një gjuhë , programet burimore të së cilës mund të kompilohen

dhe të ekzekutohen në një larmi të gjerë sistemesh

kompjuterike lthuhet se është portative.

• Gjuha Assembly nuk ben asnjë tentative për t’u berë portative.

• Ajo është e lidhur ngushtë me një familje specifike proçesorësh.

• Pse e studiojmë gjuhën Assembly?

• Për programe në Sisteme të Ndërthurura(Embedded)

• Për programe të përsosura si për shpejtësi (runtime speed )

ashtu dhe për menaxhim hapësire.

• Për të fituar një kuptim të plotë të baskërveprimeve harduerit

(hardware) , Sistemit të Shfrytëzimit dhe programeve aplikative

• Për Drejtues Paisjesh(Device driver): programe që përkthejnë

komandat e përgjithshme të Sistemit të Shfrytëzimit në

referenca specifike të detaleve të harduerit


Aplikacione në Gjuhë Assembly

• Disa shembuj tipikë aplikacionesh:

• Aplikacione Biznesi për një platform të vetme

• Hardware device driver

• Aplikacione Biznesi për shumë platforma

• Sisteme të Ndërthurur & Lojëra Kompjuterike

(shiko tabelën pasardhëse)


Krahasimi i Ghuhës Assembly me Gjuhet e

Nivelit të Lartë

Tipi i Aplikacionit Gjuhë të Nivelit të Lartë Gjuha Assembly

Aplikacion Biznesi, i shkruar për

një platformë të vetme, me

madhësi të mesme në të lartë.

Struktura tipike e bejnë të lehtë

të organizojnë dhe të mirë-

mbajnë segmente të mëdha

kodi.

Struktura tipike minimale, keshtë mund

të imponohet nga programues me nivele

të ndryshme eksperience. Kjo shpie në

vështirësi për mirëmbajtjen e kodit

ekzistues.

Hardware device driver Gjuha mund të mos na pajis me

akses të drejtpërdrejt në

hardware. Akoma dhe kur e bën,

shpeshherë duhen përdorur

teknika kodimi të komplikuara,

gjë që sjell vështirësi në

mirëmbajtje.

Aksesi në hardware është i hapur dhe i

thjeshtë. I lehtë për t u mirëmbajtur, kur

programet janë të shkurtëra dhe të

dokumentuara mirë.

Aplikacione Biznesi të shkrojtur

për platforma të shumëfishta

(sisteme të ndryshme shfry-

tëzimi)

Zakonisht krejt portative. Kodi

burimor mund të kompilohet në

çdo sistem shfrytëzimi të

planifikuar me ndryshime

minimale.

Duhet të rikodohet veç e veç për çdo

platformë, shpesh duke përdorur një

asemblues me sintaksë tjetër. Është

shumë i vështirë për t’u mirëmbajtur.

Sisteme të ndërthurur (embed-

ded) dhe lojera kompjuterike që

kërkojnë akses të drejtpërdrejt

në hardware.

Prodhon kod të ekzekutueshëm

të tepërt, dhe mund të mos

ekzekutohet në mënyrë efikase.

Është ideal, për arsye se kodi i

ekzekutueshëm është i vogël dhe

ekzekutohet shumë shpejt.


Në vazhdim

• Hyrje


• Pasqyrimi i të Dhenave

• Veprime Buleane


Koncepti i Makinës Virtuale

• Makinat Virtuale

• Nivele Specifike të Makinës


Makinat Virtuale [1/2]

• Koncepti i Makinës Virtuale

• Një mënyrë më efektive për të sqaruar relacionet midis

materialit dhe softit të kompjutërave

• Në In terms of programming languages

• Çdo kompjuter ka një gjuhë të papërpunuar makine(native

machine language )(Gjuhë L0) që ekzekutohet direkt në

materialin (hardware) e tij

• Zakonisht ndërtohet një gjuhë më e favorshme për njerëzit

e bazuar në atë të makinës, e quajtur Language L1

• Programet e shkruar në L1 mund të ekzekutohen në dy mënyra

të ndryshme:

• Me interpretim – programi i nivelit L0 interpreton &

ekzekuton instruksionet e nivelit L1 një nga një

• Me përkthim – programi i nivelit L1 përkthehet terësisht në

nivelin L0 , which then runs on the computer hardware


Makinat Virtuale [2/2]

• Në kushtet e një kompjutëri të dhenë

• VM1 mund të ekzekutojë komanda të shkruara në gjuhën L1.

• VM2 mund të ekzekutojë komanda të shkruara në gjuhën L2.

• Procedura mund të përsëritet derisa të projektohet një makinë

virtuale VMn e tillë që të suportojë një gjuhë të fuqishme dhe të

lehtë për t’u përdorur.

• Gjuha e programimit Java bazohet në konceptin e makinës virtuale.

• Një program i shkrojtur në gjuhën Java përkthehet nga një

kompilator Java në Java byte code.

• Java byte code: një gjuhë e nivelit të ulët (low-level) që

ekzekutohet shpejt gjatë kohës së ekzekutimit(run time) nga

makina virtuale Java (JVM).

• Makina virtuale Java(JVM) është implementuar në shumë

sisteme kompjuterike të ndryshme, duke bërë programet Java

relativisht të pavarura nga sistemi.


Përkthimi i Gjuhëve

Shqip: Pasqyroni shumën e A herë B plus C.

C++: cout << (A * B + C);

Gjuha Assembly :

mov eax,Amul Badd eax,C

call WriteInt

Gjuha e Makinës Intel :

A1 00000000

F7 25 00000004

03 05 00000008

E8 00500000


Nivelet Specifike të Makinës

High-Level Language

Assembly Language

Operating System

Instruction Set

Architecture

Microarchitecture

Digital LogicLevel 0

Level 1

Level 2

Level 3

Level 4

Level 5

(në vijim përshkruhen nivelet

individuale . . . )


Gjuhë të Nivelit të Lartë

• Niveli 5

• Gjuhë të orientuara nga Applikacionet

• C++, Java, Pascal, Visual Basic . . .

• Programi kompilohet në gjuhë assembly

(Niveli 4)


Gjuha Assembly

• Niveli 4

• Mnemonika instruksionesh që kanë korespondence një-me-një me gjuhen e makinës

• Thirrje funksionesh të shkruar në nivelin e sistemit të shfrytëzimit (Niveli 3)

• Programet përkthehen në gjuhë makine(Niveli 2)


Sistemi i Shfrytëzimit

• Niveli 3

• Pajis me shërbime programet e Nivelit 4

• Të përkthyera dhe të ekzekutuara te Niveli

instruction set architecture (Niveli 2)


Instruction Set Architecture

• Niveli 2

• Njihet gjithashtu si gjuhë konvencionale

makine(conventional machine language)

• Ekzekutohet nga programet e Nivelit 1

(microarchitecture)


Microarchitecture

• Niveli 1

• Interpreton instruksione të makinës

konvencionale (Niveli 2)

• Ekzekutohet nga hardware shifror(Niveli 0)


Logjika Shifrore (Digital Logic)

• Niveli 0

• CPU, e ndërtuar nga ura shifrore logjike

• Busi i Sistemit

• Kujtesa

• Implementohet me përdorimin e

tranzistorëve bipolar

Në vazhdim: Paraqitja e të dhenave


Në vazhdim




• Veprimet Buleane


Paraqitja e të Dhenave

• Numrat Binarë

• Përkthime midis binarëve dhe dhjetorëve

• Mbledhja me numra Binarë

• Madhësitë e akomodimit të numrave të plotë

• Numrat e plotë Hexadecimal

• Përkthime midis dhjetorëve dhe hexadecimalëve

• Zbritja Hexadecimale

• Numra të plotë me shenjë

• Zbritja Binare

• Hapësira e akomodimit të Karaktereve(Character)


Numra Binarë

• Shifrat janë 1 dhe 0

• 1 = true

• 0 = false

• MSB – most significant bit(Bit-i më i rendësishëm)

• LSB – least significant bit(Bit-i më pak i rendësi-

shëm)

• Numërimi i Bit-eve :015

1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0

MSB LSB


Numra Binarë

• Çdo shifër (bit) është ose 1 ose 0

• Çdo shifër paraqet një fuqi të 2-shit:

1 1 1 1 1 1 1 1

27 26 25 24 23 22 21 20

Çdo numër

binar është një

shume fuqish të

2-shit


Përkthimi i Binarëve në Dhjetor

Komenti i peshës së pozicionit tregon se si llogaritim

vlerën dhjetore të çdo bit-i binar:

dec = (Dn-1 2n-1) + (Dn-2 2n-2) + ... + (D1 21) + (D0 20)

D = shifër binare digit

Nr. binar 00001001 = Nr. dhjetor 9:

(1 23) + (1 20) = 9


Përkthimi i Dhjetorëve pa shenjë në Binarë

• Pjestojmë në menyrë të përseritur numrin dhjetor me

2. Çdo mbetje është një shifër binare në vlerën e

përkthyer:

37 = 100101


Mbledhja Binare

• Fillojmë me LSB, mbledhim çdo çift shifrash, duke

përfshirë mbartjen nëse është e pranishme.

0 0 0 0 0 1 1 1

0 0 0 0 0 1 0 0

+

0 0 0 0 1 0 1 1

1

(4)

(7)

(11)

carry:

01234bit position: 567


Madhësitë e akomodimit të Numrave Integer

byte

16

8

32

word

doubleword

64quadword

Cili është numri më i madh i plotë pa shenjë që mund të akomodohet në 20

bit?

Madhësi normale:


Numrat e plotë Hexadecimal

Vlera Binare janë paraqitur si hexadecimale.


Përkthimi i numrave Binarë në Hexadecimal

• Çdo shifër hexadecimale i korrespondojnë 4 bit binarë.

• Shembull: Përktheni numrin e plotë binar

000101101010011110010100 në hexadecimal:


Shndërrimi i numrave Hexadecimal në Dhjetorë

• Shumëzojmë çdo shifër me fuqinë korresponduese të

16-es:

dec = (D3 163) + (D2 162) + (D1 161) + (D0 160)

• Numri Hex 1234 barazohet me (1 163) + (2 162) + (3 161) + (4

160), ose numrin dhjetor 4,660.

• Numri Hex 3BA4 barazohet me (3 163) + (11 * 162) + (10 161) +

(4 160), ose numrin dhjetor 15,268.


Fuqitë e 16

Përdorën kur llogaritim vlera hexadecimale deri në 8

shifra të gjatë:


Shndërrimi i numrave Dhjetorë në Hexadecimal

dhjetor 422 = 1A6 hexadecimal


Mbledhja Hexadecimale

• Pjestoni shumën e dy shifrave me numrin e bazës (16). Herësi bëhet

vlera e mbartur, dhe mbetja është shuma e shifrave.

36 28 28 6A42 45 58 4B78 6D 80 B5

11

21 / 16 = 1, mbetja 5

Teknikë e rendësishme: Programuesit mbledhin dhe zbresin

shpesh adresën e variablave dhe instruksioneve.


Zbritja Hexadecimale

• Kur kërkohet një hua nga shifra në të majtë, shtoni 16

(dhjetor) te vlera e shifrës aktuale:

C6 75A2 4724 2E

-1

16 + 5 = 21

Praktike: Adresa e var1 është 00400020. Adresa e variablit pasardhës pas

var1 është 0040006A. Sa bytes përdorën nga var1?


Numrat e Plotë me shenjë

Bit-i më i lartë tregon shenjën. 1 = negative, 0 = positive

1 1 1 1 0 1 1 0

0 0 0 0 1 0 1 0

sign bit

Negative

Positive

Nëse shifra më e lartë e një numri të plotë hexadecimal është

> 7, vlera është negative. Shembuj: 8A, C5, A2, 9D


Formimi i Komplementit me Dyshin

• Numrat Negativë paraqiten në formen e komplementit sipas dyshit

• Paraqet të Kundërtin e shumës

Vini re që 00000001 + 11111111 = 00000000


Zbritja Binare

• Kur zbresim A – B, konvertojmë B tek komplementi

me 2-shin

• Shtojmë A te (–B)

0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0

– 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

0 0 0 0 1 0 0 1

Praktikë: Zbrisni 0101 nga 1001.


Mësoni si të kryeni sa vijojnë:

• Formoni komplementin sipas 2-shit të një numri të

plotë hexadecimal

• Konvertoni binarë me shenjë në dhjetorë

• Konvertoni dhjetorë me shenjë në binarë

• Konvertoni dhjetorë me shenjë në hexadecimal

• Konvertoni hexadecimal me shenjë në dhjetorë


Shkallët (Ranges) e Nr. Integer me shenjë

Bit-i më i lartë rezervohet për shenjën. Kjo gjë kufizon rangun:

Praktikë: Cila është vlera më e madhe pozitive që mund të akomodohet në

20 bit-e?


Hapësira e rezervimit të Character-eve

• Sete Karacteresh

• Standard ASCII (0 – 127)

• Extended ASCII (0 – 255)

• ANSI (0 – 255)

• Unicode (0 – 65,535)

• Null-terminated String

• Matricë karakteresh e ndjekur nga një

null byte

• Përdorimi i tabelës ASCII


Paraqitja e të Dhenave Numerike

• pure binary

• mund të llogaritet drejtpërdrejt

• ASCII binary

• string shifrash: "01010101"

• ASCII decimal

• string shifrash: "65"

• ASCII hexadecimal

• string shifrash : “41"

Ne vazhdim: Veprimet Booleane


Në vazhdim


• Koncepti i Makinës Virtuale


• Veprimet Buleane


Veprimet Buleane

• NOT

• AND

• OR

• Përparësia e Veprimeve

• Tabelat e Vërtetësisë


Algjebra e Bulit

• Bazohet në logjikën symbolike, e përcaktuar nga George Boole

• Shrehjet(Expressions) Buleane të krijuara nga:

• NOT, AND, OR

Shprehja Përshkrimi


NOT

• Ndryshon (e kundërta) e një vlere buleane

• Tabela e vërtetësisë për veprimin Bulean

NOT :

NOT

Diagrama e Urës Dixhitale për NOT:


AND

• Tabela e vërtetësisë për veprimin Bulean AND :

AND

Diagrama e Urës Dixhitale për AND:


OR

• Tabela e vërtetësisë për veprimin Bulean OR :

OR

Diagrama e Urës Dixhitale për OR:


Përparësia e Veprimeve

• Shëmbuj që tregojnë rradhën e veprimeve:

Shprehja Rradha e Veprimeve


Tabela vertetesie (1 of 3)

• Një funksion Boolean ka një ose më shumë hyrje

Boolean-e, dhe kthen një dalje të thjeshtë Buleane.

• A tabelë vërtetësie shfaq te gjitha hyrjet dhe daljet e

një funksioni Bulean

Shëmbull: X Y


Tabela vertetesie (2 of 3)

• Shembull: X Y


Tabela vërtetësie (3 of 3)

• Shëmbull: (Y S) (X S)

muxX

Y

S

Z

Multiplekser me dy hyrje


Përmbledhje

• Gjuha Assembly ju ndihmon të kuptoni si është

ndërtuar softi në nivelet e ulëta

• Gjuha Assembly ka një korrespondencë Një-me-Një

me Gjuhen e makines

• Çdo shtresë e një arkitekture kompjuterike që është

një abstraksion i një shtrese të makinës mund të jetë

harduer(hardware) ose softuer(software).

• Shprehjet Buleane janë thelbësore në ndërtimin e

harduerit dhe softuerit të kompjutërave


54 68 65 20 45 6E 64

Ç’ paraqesin këta numra?

Leksione 1 & 2

Software

Transcript of Leksione 1 & 2