Выполнение операции целочисленного деления
Деление выражается как последовательность вычитаний делителя сначала из делимого, а затем из образующихся в результате деления частичных остатков. Делимое представляется 2n разрядами, делитель, частное и остаток имеют разрядность n, частное может содержать более чем n разрядов, в этом случае возникает переполнение. Перед операцией деление необходимо выполнить 2 требования: Исключить возможность деления на 0 и исключить возможность переполнения. Переполнения не будет, если число содержащееся в n старших разрядах делимого меньше делителя.
Существует 2 основных алгоритма выполнения операции деления:
С восстановлением остатка.
Без восстановления остатка.
Алгоритм выполнения операции деления с восстановлением остатка и неподвижным делителем
Выполняется пробное вычитание. Если результат больше 0, то деление невозможно.
Исходное значение ЧО принимается равным n старшим разрядам делимого.
Частичный остаток удваивается путём сдвига влево на 1 разряд. При этом в освободившийся при сдвиге младший разряд ЧО заноситься очередная цифра делимого.
Из сдвинутого ЧО вычитается делитель и анализируется знак результата вычитания.
Очередная цифра частного равна 1, если результат вычитания положительный, 0 если результат отрицательный. В последнем случае значение ЧО восстанавливается до того значения которое было до вычитания, то есть к полученному результату прибавляется делитель.
Пункты 3-5 последовательно выполняются для получения всех цифр частного.
Структура опу реализующая алгоритм деления без восстановления остатка
Рисунок 6
АЛУ любой вычислительной машины выполняет арифметические операции, основные логические операции и сдвиг. Чаще всего такие операции реализуются схемами входящими в состав целочисленного АЛУ. К логическим операциям относятся: Логическое отрицание “не”, логическое сложение “или”, логическое умножение “и”, сложение по модулю 2 “мод2”.
Переменные в алгебре логики передаются одним разрядом, однако на практике логические операции выполняются сразу над всем машинным “словом”, причём над всеми разрядами одновременно.
Запоминающее устройство
Память – это функциональная часть ЭВМ предназначенная для хранения информации. Устройство реализующее функцию памяти называется запоминающим.
В иерархии запоминающих устройств можно выделить:
Регистровые ЗУ.
КЭШ – память.
ОЗУ.
ПЗУ (Масочная ПЗУ, ППЗУ,РПЗУ,Flash).
Внешнее ЗУ.
ОЗУ
В зависимости от элемента памяти различают ОЗУ статического типа и динамического типа.
Элементом памяти статического типа является триггер с непосредственными связями, который может хранить информацию бесконечно долго.
ОЗУ имеет 3 режима работы:
Запись информации.
Считывание информации.
Хранение информации.
Рассмотрим УГО БИС ОЗУ с одноразрядной организацией.
Количество ячеек внутри БИС:
2n – где n количество адресных входов.
Организация БИС ОЗУ 128х1
Ёмкость БИС 128.
Таблица 1
CS |
A6-A0 |
W/неR |
DI |
D0 |
Режимы |
1 |
X |
X |
X |
Z |
хранение |
0 |
Ai |
1 |
0 |
Z |
Запись в 0 |
0 |
An |
1 |
1 |
Z |
Запись в 1 |
0 |
Ak |
0 |
X |
Dk |
|