4.3. Представление цифр в цвм
Рассмотренные выше регистры используются для хранения многоразрядных двоичных чисел. В настоящее время применяются две формы представления чисел:
- с фиксированной запятой (естественная форма);
- с плавающей запятой (полулогарифмическая форма).
В первом случае положение запятой фиксируется в определенном месте относительно разрядов числа (перед старшим разрядом или после младшего). Для кодирования знака используется знаковый разряд. В этом разряде 0 соответствует плюсу, а 1 - минусу. На рис. 4.6 показан пример разрядной сетки ЦВМ для представления чисел с фиксированной запятой в виде 16-тиразрядных слов.
При использовании полулогарифмической формы порядок числа также представляется в двоичной системе. На рис. 4.7 показан пример представления чисел в виде 32-разрядных слов.
Рис. 4.6. Разрядная сетка ЦВМ для представления двоичных чисел
с фиксированной запятой в случае: а) дробных чисел; б) целых.
Рис. 4.7. Пример разрядной сетки ЦВМ
для представления двоичных чисел с плавающей запятой.
Для упрощения устройств, выполняющих арифметические операции, используются специальные коды представления чисел. Положительные числа в прямом, обратном и дополнительном кодах имеют один и тот же вид. Для отрицательного числа в прямом коде 0 = 1, а 1, 2, ..., n остаются без изменения. Для получения обратного кода этого же числа достаточно проинвертировать все его разряды. Дополнительный код отрицательного числа получается из обратного прибавлением к младшему разряду 1.(инкремент)
4.4. Методика выполнения работы
Для экспериментального исследования наиболее распространенных регистров используются четыре D-триггера и ряд логических элементов, представленных на лицевой панели стенда. Работа регистров исследуется в статическом режиме, поэтому для контроля состояния триггеров можно использовать светодиоды или блок индикации, расположенный в правой верхней части стенда и состоящий из мультиплексора, 4 светодиодов и дешифратора, работающего на семисегментный индикатор. Для подключения блока индикации необходимо соединить выходы триггеров с входной шиной мультиплексора X1. Указанный индикатор отображает информацию в шестнадцатеричной системе счисления, т.е. цифре 10 соответствует A, 11 - B, 12 - С, 13 - D, 14 - Е, 15 - F.
При необходимости вспомогательные схемы регистров (рис. 4.3) собираются из логических элементов, расположенных в четвертой секции стенда (БЛ).
Для записи и сдвига информации в качестве источника тактовых импульсов используется управляемый генератор одиночных импульсов, кнопка запуска которого выведена на лицевую панель стенда. Для установки триггеров в нулевое состояние можно воспользоваться кнопкой “Сброс”. Источники нулей и единиц расположены в блоке логических элементов.
4.5. Исследование параллельного регистра
1. Собрать схему, изображенную на рис. 4.1.
2. Предварительно преобразовав десятичный номер бригады в двоичный позиционный код, записать это число в регистр. Определить необходимое число тактовых импульсов.
3. Проверить правильность записи информации.
4. Представить полученный результат преподавателю.