- •Системы счисления. Их разновидности: непозиционные и позиционные. Их математическое описание.
- •Критерии выбора системы счисления при проектировании эвм.
- •Перевод целых чисел из одной системы счисления в другую методом деления. Математическое описание алгоритма.
- •Перевод правильных дробей из одной системы счисления в другую методом умножения. Математическое описание алгоритма.
- •Перевод чисел из одной системы счисления в другую методом «взвешивания». Математическое описание алгоритма.
- •Перевод чисел в системах счисления с основаниями кратными степени двойки.
- •Разновидности двоичных систем счисления. Системы счисления с отрицательным основанием.
- •Представление двоичных чисел в формате с фиксированной запятой: назначение разрядов числа, диапазон, погрешность представления. Математическое описание формата.
- •Нормализованное представление числа.
- •Формат со «скрытой» единицей.
- •Формат со смещенным порядком.
- •Форматы чисел в i486: цс, кц, дц, от, дт, рт, д-коды.
- •Представление двоичных чисел в формате с плавающей запятой: назначение разрядов числа, диапазон, погрешность представления. Математическое описание формата
- •Специальные значения в i486.
- •Погрешности представления чисел.
- •Погрешности арифметических операций.
- •Сравнительная характеристика форматов представления чисел с плавающей и фиксированной запятой.
- •Прямой код целых чисел и правильных дробей: правила преобразования, диапазон и погрешность представления. Математическое описание кода.
- •Обратный код целых чисел и правильных дробей: правила преобразования, диапазон и погрешность представления. Математическое описание кода.
- •Дополнительный код целых чисел и правильных дробей: правила преобразования, диапазон и погрешность представления. Математическое описание кода.
- •Показать справедливость алгоритма сложения в обратном коде, рассмотрев все комбинации знаков слагаемых, используя определение обратного кода.
- •Способы обнаружения переполнения при сложении чисел. Отрицательное и положительное переполнение.
- •Модифицированный код представления чисел.
- •Основные способы умножения чисел в прямых кодах на примере правильных дробей или целых чисел. Бса и математическое описание алгоритмов.
- •2 Способ:
- •Умножение двоичных чисел в дополнительных кодах. Бса.
- •Умножение двоичных чисел в обратных кодах.
- •Приёмы ускорения операции умножения.
- •Алгоритм деления чисел в формате с фиксированной запятой без восстановления частичного остатка.
2 Способ:
Z = 0|00000|00000
Вносим Y в правую часть Z
Z=0|00000|10011
Начиная с
рассматриваем каждое значение Y.
Если
=1,
тогда прибавляем к Z число
X. И сдвигаем полученное
Z на одно значение вправо.
Если =0, тогда просто сдвигаем значение Z вправо.
Умножение двоичных чисел в дополнительных кодах. Бса.
Умножение дополнительных кодов двоичных чисел с фиксированной запятой позволяет определить дополнительный код произведения.
Алгоритм. Чтобы вычислить произведение двоичных чисел, представленных в дополнительных кодах с фиксированной запятой, необходимо сумму частичных произведений положить равной 0, затем для каждой цифры множителя, начиная с младшей, выполнить следующее. Если младшая цифра множителя равна 1, то к старшим разрядам суммы частичных произведений прибавить множимое, иначе не прибавлять, после чего произвести арифметический сдвиг суммы и множителя на 1 разряд вправо. После анализа всех цифр множителя, если множитель меньше нуля, к старшим разрядам суммы прибавить множимое с обратным знаком.
Действительно, если
при
этом цифровые разряды дополнительного
кода множителя будут содержать
.
Тогда
Отсюда,
Умножение двоичных чисел в обратных кодах.
Произведение обратных кодов сомножителя равно обратному коду результата, только в случае положительного множителя.
Если множитель отрицательный, то произведение чисел на сумматоре чисел обратного хода получается прибавлением поправок
к произведению обратных кодов
сомножителей.На сумматоре обратного кода произведение получается сразу со знаком и длиной n разрядов.
Алгоритм работает только для дробей.
Пример:
Находим
.
Если
Помещаем в правую часть Z. Z=00|000000|110101.
Т.к. y<0, то значит, первым
действием прибавляем к Z
множитель
.
Далее смотрим на
.
Начиная с последней (самой правой) цифры
начинаем выполнять действия: если y=1,
то к Z прибавляем X
обр. и сдвигаем Z вправо.
Если y=0, то просто сдвигаем Z. Если последний (первый слева) y будет равен нулю, то сдвигаем Z вправо, и последним действием, к Z прибавляем .
Приёмы ускорения операции умножения.
Если множитель содержит группу из k последовательных нулей, то при анализе цифр этой группы можно сразу сдвинуть сумму частичных произведений и множитель на k разрядов. Для этого необходим сдвигающий регистр на произвольное число разряд за один такт.
Если множитель содержит группу из k последовательных единиц, то при анализе цифр этой группы должны быть выполнены k сложений и сдвигов. Однако умножение X*1…1 можно свести к вычитанию множимого из суммы частичных произведений и сдвигу на k разрядов, при этом к оставшимся цифрам множителя прибавляется 1: X*1…1=X*(10…0 – 1) = X*10…0 – X.
Умножение на группы разрядов множителя позволяет сократить время умножения. Например, при умножении на два разряда множителя выполняется следующее. Если разряды множителя содержат:
00 – то сдвиг суммы частичных произведений и множителя на два разряда вправо.
01 – то к старшим разрядам суммы частичных произведений прибавить множимое, после чего сдвиг суммы и множителя на два разряда вправо.
10 – к старшим разрядам суммы частичных произведений прибавить множимое, сдвинутое на разряд влево, после чего сдвиг суммы и множителя на два разряда вправо.
11 – из суммы частичных произведений вычесть множимое, сдвинуть сумму и множитель на два разряда вправо, прибавить к младшему разряду множителя единицу.
Модифицированный сдвиг. Арифметический сдвиг – сдвиг всей числовой последовательности (слова) без изменения позиции знака числа. Арифметический сдвиг может быть простой и модифицированный. Модифицированный сдвиг используется для чисел с плавающей точкой. Величина исходного числа после сдвига не меняется, наряду со смещением мантиссы числа одновременно изменяется и его порядок, так чтобы величина его осталось неизменной.
