- •Вычислительные машины (конспект лекций) однопроцессорные эвм
- •Часть 1
- •1.1. Два класса эвм 5
- •1.1. Два класса эвм
- •1.2. Немного истории
- •1.3. Принципы действия эвм
- •1.4. Понятие о системе программного (математического) обеспечения эвм
- •1.5. Поколения эвм
- •1.6. Большие эвм общего назначения
- •1.6.1. Каналы
- •1.6.2. Интерфейс
- •1.7. Малые эвм
- •Вопросы для самопроверки
- •2. Представление информации в эвм
- •2.1. Позиционные системы счисления
- •2.2. Двоичная система счисления
- •2.2.1. Преобразование двоичных чисел в десятичные
- •2.2.2. Преобразование десятичных чисел в двоичные
- •2.2.3. Двоично-десятичная система счисления
- •2.3. Восьмеричная система счисления
- •2.4. Шестнадцатеричная система счисления
- •2.5. Двоичная арифметика
- •2.5.1. Сложение
- •2.5.2. Вычитание
- •2.5.3. Умножение
- •2.5.4. Деление
- •2.6. Прямой, обратный и дополнительный коды
- •2.6.1. Прямой код
- •2.6.2. Обратный код
- •2.6.3. Дополнительный код
- •2.6.4. Сложение и вычитание в дополнительном коде
- •2.6.5. Признак переполнения разрядной сетки
- •2.6.6. Деление в дополнительном коде
- •2.6.7. Правило перевода из дополнительного кода в десятичную систему
- •2.6.8. Модифицированные коды
- •2.6.9. Арифметика повышенной точности
- •2.7. Представление дробных чисел в эвм. Числа с фиксированной и плавающей запятой
- •2.7.1. Числа с фиксированной запятой
- •2.7.2. Числа с плавающей запятой
- •2.7.3. Сложение (вычитание) чпз
- •2.7.4. Умножение чпз
- •2.7.5. Методы ускорения умножения
- •2.7.6. Деление чисел с плавающей запятой
- •2.8. Десятичная арифметика
- •2.8.1. Сложение двоично-десятичных чисел
- •2.8.2. Вычитание модулей двоично-десятичных чисел
- •2.8.3. Умножение модулей двоично-десятичных чисел
- •2.8.4. Деление модулей двоично-десятичных чисел
- •2.9. Нарушение ограничений эвм
- •2.10. Представление буквенно-цифровой информации
- •2.11. Заключительные замечания
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные задания к теме 2
- •Форма 1. Ответы на вопросы
- •Форма 2. Выполнение арифметических операций над числами
- •Пример выполнения контрольного задания (форма 2)
- •3. Принципы построения элементарного процессора
- •3.1. Операционные устройства (алу)
- •3.2. Управляющие устройства
- •3.2.1. Уу с жесткой логикой
- •3.2.2. Уу с хранимой в памяти логикой
- •3.2.2.1. Выборка и выполнение мк
- •3.2.2.3. Кодирование мк
- •3.2.2.4. Синхронизация мк
- •Вопросы для самопроверки
- •Контрольные задания к теме 3
2.11. Заключительные замечания
Представленный выше материал дает только общее представление о выполнении арифметических операций над двоичными числами в различных системах счисления. Реальные алгоритмы выполнения арифметических операций, используемые в современных ЭВМ, позволяют существенно ускорить процесс вычислений, особенно для операций умножения и деления. Однако эти алгоритмы весьма громоздки и сложны для первоначального понимания. Более полную информацию о них можно найти в литературных источниках, перечисленных ниже.
Библиографический сисок
Искусство программирования. Т.1. Основные алгоритмы. 3-е изд., испр. и доп. / Д. Кнут; Под ред. Ю.В. Козаченко М.; СПб.; Киев: ВИЛЬЯМС, 2000. 729 с.
Искусство программирования. Т.2: Получисленные алгоритмы. 3-е изд., испр. и доп. / Д. Кнут; Под ред. Ю.В. Козаченко М.; СПб.; Киев: ВИЛЬЯМС, 2000. 832с.
Основы информатики: Учебник для вузов А.Я. Савельев. М.: МГТУ им. М.Э. Баумана, 2001. 328 с.
Информатика: Системы счисления и компьютерная арифметика: / Е.Андреева, И.Фалина; М.: Лаборатория базовых знаний, 1999. 256 с.
Электронные вычислительные машины и системы: Учеб. пособие для вузов. 3-е изд., перераб. и доп. / Б.М. Каган;М.: Энергоатомиздат, 1991. 592 с.
Программирование арифметических операций в микропроцессорах: Учеб. пособие для технических вузов. / Злобин В.К., Григорьев В.Л. М.: Высшая школа, 1991. 303 с.
Микропроцессоры и их применение в системах передачи и обработки сигналов: Учеб. пособие для вузов / Б.А. Калабеков; М.: Радио и связь, 1988. 368 с.
Введение в микропроцессорную технику / Ч. Гилмор; Под ред. В.М. Кисельникова. М.: Мир, 1984. 334 с.
Вопросы для самопроверки
Какие виды систем счисления вы знаете?
В каких случаях целесообразно применять двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную систему счисления?
Чем двоичная система счисления отличается от двоично-десятичной?
Как различаются прямой, обратный и дополнительный коды для представления чисел?
Когда следует применять прямой, обратный и дополнительный коды для представления чисел?
Что такое переполнение разрядной сетки?
В каких случаях возникает переполнение разрядной сетки?
Для чего используют модифицированные коды?
Опишите алгоритм перевода из дополнительного кода в десятичную систему.
Поясните понятие «арифметика повышенной точности».
Опишите формат ЧФЗ.
Для чего нужны ЧФЗ, почему при работе с ними вводят масштабный коэффициент?
Опишите формат ЧПЗ.
В каких случаях используют ЧПЗ? В чем преимущества ЧФЗ и ЧПЗ?
Что такое нормализация числа?
Назовите существующие форматы ЧПЗ, используемые в ЭВМ.
От чего зависит точность представления ЧПЗ в ЭВМ?
Для чего используется нормализация числа?
Какие методы ускорения умножения вы знаете? Кратко охарактеризуйте их.
В каких случаях используется десятичная арифметика?
Зачем нужна двоично-десятичная коррекция?
Какие признаки формируются в ЭВМ при нарушении ограничения на длину разрядной сетки?
Каким образом хранится символьная информация в ЭВМ?