Сумматор
Сумматор реализует операцию сложения двоичных чисел и хранение результатов.
Операции вычитания, сложения и деления так же реализуются специальными сумматорами.
Сумматоры бывают 3 типов:
Четверть-сумматор. У него 2 входа и 1 выход. Он реализует операцию сложения по модулю 2 (теряет один бит при переносе)
Полусумматор. У него помимо результата образуется еще бит переноса.
Полный сумматор.
В процессоре используется многоразрядный сумматор. Он состоит из полных сумматоров, соединенных последовательно в каскад. Каждый сумматор складывает 2 разряда. Если в машинном слове N разрядов, тогда нам потребуется N сумматоров. (1 полусумматор, N-1 полных сумматоров).
Лекция 7
Шифратор
У шифратора n входов и m выходов, причем (n>m)
Если на любой из входных линий появляется сигнал, то на выходе появляется машинное слово длиной m разрядов, где закодирован номер входной линии, на которой появился сигнал.
Если n = 2m, то шифратор полный, в противном случае – неполный. Чаще применяются полные шифраторы.
Дешифратор
Обратно симметричен шифратору. На входе m линий, на выходе – n. На входе появляется машинное слово, где находится некоторый номер. А в рез-ле работы дешефратора импульс выходит из той выходной линии, которая имеет данный номер.
Мультиплексор
Мультиплексор подключает к выходу один из нескольких входов, в зависимости от номера, поданного на лог. Схему.
В кач-ве логической схемы обычно используется дешифратор.
Понятие мультиплексирование используется широко в телефонных сетях, в вычислительных сетях.
В старинных телефонных станциях в зависимости от того, какой позвонил абонент, этому абоненту отдавалась телефонная линия.
Демультиплексор
Демультиплексор подключает к входу один из n выходов в зависимости от номера выхода, поданного на логическую управляющую схему.
В кач-ве логической управляющей схемы используется шифратор.
Представление информации в памяти компьютера
Информация может быть
Логическая инфа
Текстовые данные
Изображения
Звук
Видео
Целые числа
Вещественные числа
Логические данные. Обычно используется 1 байт( иногда 2 )
Если во всех битах 0, то это ложь. 1 – истина.
Текстовые данные. Текст хранится в двоичном виде. Каждому символу (буква, цифра, знаки препинания и другие символы) ставится в соответствие неотрицательное число – код символа.
Набор таких кодов называется кодировкой. Кодировка должна быть взаимно однозначной (каждому символу – 1 код и каждому коду – 1 символ).
ASCII
0..255
0..127 – основная таблица
0..31 – управляющие символы. Далее – цифры, малые и большие буквы англ. Алфавита, знаки препинания, скобки и т.д.
128 – 255 – дополнительная таблица.
В дополнительной таблице находятся символы различных нац. Алфавитов.
КОИ – 8
Схожа с аски, но в доп. Таблице свои изменения
Windows – 1251
Получила распостранение, когда получила популярность ОС виндовс.
UNI-code
Каждый символ кодируется 2 байтами (16 разрядов)
Всего это дает около 65 тыс. различных символов
Представление изображений
При представлении изображения (как движущегося, так и статического) используются 2 подхода.
Векторная графика (векторный формат) В этом случае изображение состоит из графических примитивов, а каждый примитив описывается формулой. Различные шрифты основаны на векторной графике. Достоинства – компактность и легкость мастшабирования. Используется, как правило, в инжинерной графике, деловой графике, при построении шрифтов.
Для хранения информации о реальных сценах используется Растровая графика. В этом случае изображение представляет собой матрицу элементов (растр) Каждый элемент – пиксель. (picture element). Информация о каждом пикселе записывается в зависимости от назначения в одном или нескольких байтах.
Чем больше цветов, тем большее кол-во информации необходимо для их хранения.
Звуковая информация.
Аналого-цифровой метод
Метод таблично-волнового синтеза. В памяти хранятся образцы звуков(сэмплы) на разных музыкальных инструментах, и из этих образцов строится любой звук.
MIDI. В каждом звуковом файле хранится не реальный звук и не сэмпл, а название клавиш для некоего очень хорошего муз. Синтезатора.
Видео информация
Метод базового кадра Запоминается базовый кадр и отличие от базового кадра.
AVI (Audio Video Interlift) В этом формате одновременно хранится и визуальная и аудио информация. Файл состоит из блоков, каждый блок помечен идентификатором.
MPEG является дальнейшим развитием формата Ави.
Представление чисел
Если число беззнаковое, то оно представляется своим собственным кодом
Если число имеет знак, тогда делается след. Образом.
Прямой код. Например – 9 = 1001. Если число положительное, то 00001001. если отрицательное (-9), то 10001001
Обратный код. Если число положительное, то обратный код совпадает с прямым.
Если отрицательное, то берем абсолютную величину кода(кроме знакового бита) и инвертируем.
Берется обратный код и к нему прибавляется 1
При использовании обратного и дополнительного кода операции вычитания, в том числе опер. Сложения числен с разным знаком сводятся просто к поразрядному сложению.
Операции с целыми числами в обратном коде.
А + В
А > 0 , B > 0.
Используется прямой код и производится поразрядное сложение.
A > 0, B < 0, |B| >|A| Прямой код А и обратный код В. Поразрядное сложение. Обратное инвертирование.
А > 0, B < 0 |A| > |B| Если образуется лишний бит (лишняя 1 слева), то она складывается с получившимся числом (исключая эту самую единицу)
A < 0, B < 0. сложение обратных кодов, образовавшаяся лишняя единица складывается с получившимся числом.
Сложение в доп. Коде
A > 0, B < 0, |B| > |A| Отриц. Число переводим в доп. Код и складываем. Для перевода с прямой код, биты осн. Части снова инвертируется и к результату прибавляется 1 ( еще раз ).
A > 0, B <0, |A| > |B| отриц. Число переводим в доп. Код и складываем. А перенос из самого левого разряда (образовавшаяся единица) просто отбрасывается.
Представление вещественных чисел в формате с фиксированной точкой
при умножении чисел с плавающей точкой мантиссы перемножаются как обычные двоичные числа, а порядки складываются.
Число знаков после запятой равно сумме кол-ва цифр в обеих мантиссах.