Глава 4. Архитектура персонального компьютера

Знак числа обычно кодируется двоичной цифрой, при этом код 0 означает знак ' код 1 —знак "-".

Примечание. Для алгебраического представления чисел (т.е. для предста ния положительных и отрицательных чисел) в машинах используются сп альные коды: прямой, обратный и дополнительный. Причем два после;

позволяют заменить неудобную для ЭВМ операцию вычитания на опера сложения с отрицательным числом; дополнительный код обеспечивает б быстрое выполнение операций, поэтому в ЭВМ применяется чаще именно i

Двоично-десятичнаясистема счисления получила большое распространен! современных ЭВМ ввиду легкости перевода в десятичную систему и обратно. Она исп< зуется там, где основное внимание уделяется не простоте технического построения ма ны, а удобству работы пользователя. В этой системе счисления все десятичные ци( отдельно кодируются четырьмя двоичными цифрами (табл. 4.1) и в таком виде записыва ся последовательно друг за другом.

Таблица 4.1. Таблица двоичных кодов десятичных и щестнадцатеричных цифр

Цифра	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	А	В	С	D	Е
Код	0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111	1000	1001	1010	1011	1100	1101	1110

Пример 4.7. Десятичное число 9703 в двоично-десятичной системе выглядит 1001011100000011.

При программировании иногда используется шестнадцатеричнаясист счисления, перевод чисел из которой в двоичную систему счисления весьма прост — полняется поразрядно (полностью аналогично переводу из двоично-десятичной системы

Для изображения цифр, больших 9, в шестнадцатеричнои системе счисления прим< ются буквы А = 10, В = 11, С = 12, D= 13, Е = 14, F= 15.

Пример 4.8. Шестнадцатеричное число F17B в двоичной системе выглядит 1111000101111011.

Варианты представления информации в ПК

Вся информация (данные) представлена в виде двоичных кодов. Для удобства работы дены следующие термины, обозначающие совокупности двоичных разрядов (табл. 4.2). термины обычно используются в качестве единиц измерения объемов информации, xpi мой или обрабатываемой в ЭВМ.

Таблица 4.2. Двоичные совокупности

Количество двоичных разрядов в группе	1	8	16	8*1024	8*10242	8*10243	8*102
Наименование едини­цы измерения	Бит	Байт	Параграф	Килобайт (Кбайт)	Мегабайт (Мбайт)	Гигабайт (Гбайт)	Тераб (T6at

Последовательность нескольких битов или байтов часто называют полемдаш Биты в числе (в слове, в поле и т.п.) нумеруются справа налево, начиная с 0-го разряда. В ПК могут обрабатываться поля постоянной и переменной длины.Поля постоянной длины:

2байта двойное слово — 4 байта

слово•

полуслово — 1 байт слово длиной 10 байт •

10 байт

расширенное слово — 8 байт

4.1. ИНФОРМАЦИОННО-ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ

Числа с фиксированной запятой чаще всего имеют формат слова и полуслова, числа с плавающей запятой - — формат двойного и расширенного слова.

Поля переменной длинымогут иметь любой размер от 0 до 256 байт, но обя­зательно равный целому числу байтов.

Пример 4.9. Структурно запись числа -193(io) = -11000001(2) в разрядной сетке ПК

выглядит следующим образом.

Число с фиксированной запятой формата слово со знаком:

	Знак числа	Абсолютная величина числа
N разряда	15	14	13	12	11	10	9	8	7	6	5	4	3	2	1	0
Число	1	0	0	0	0	о	0	0	1	1	0	0	0	0	0	1

Число с плавающей запятой формата двойное слово:

	Знак числа	Порядок							Мантисса
N разряда	31	30	29	28	27	26	25	24	23	22	21	20	19	18	17	16	15		1	0
Число	1	о	0	0	1	0	0	0	1	1	0	0	0	0	0	1	0		0	0

Двоично-кодированные десятичные числа могут быть представлены в ПК полями переменной длины в так называемых упакованном и распакованном форматах.

В упакован ном ф орма т едля каждой десятичной цифры отводится по 4 дво­ичных разряда (полбайта), при этом знак числа кодируется в крайнем правом полубайте числа (1100 — знак "+" и 1101 — знак "-").

Структура поля упакованного формата:|Цф Щф Щф Щф | ... |Цф |3иак|

Здесь и далее: Цф — цифра. Знак — знак числа. ^Байт

Упакованный формат используется обычно в ПК при выполнении операций сложения и вычитания двоично-десятичных чисел.

^распакованном форматедля каждой десятичной цифры отводится по це­лому байту, при этом старшие полубайты (зона) каждого байта (кроме самого младшего) в ПК заполняются кодом 0011 (в соответствии с ASCII-кодом), а в младших (левых) полубай­тах обычным образом кодируются десятичные цифры. Старший полубайт (зона) самого младшего (правого) байта используется для кодирования знака числа.

Структураполя распакованного формата:|Зона|Цф |Зона|Цф | ... |Зона|Цф |Знак|Цф |

Распакованный формат используется в ПК при вводе-выводе информации в ПК, а также при выполнении операций умножения и деления двоично-десятичных чисел.

Пример 4.10. Число -193(Ю) = -000110010011 (2-ю) в ПК будет представлено:

в упакованном формате — | 0001 | 1001 | ООН | 1101 | в распакованном формате —1 0011 | 0001 | 0011 | 1001 | 1101 | 001 Г

Коды ASCII

Распакованный формат представления двоично-десятичных чисел (иногда его называют "зонный") является следствием использования в ПК ASCII-кода для представления сим­вольной информации.

Код ASCII (American Standard Code for Information Interchange — Американский стан­дартный код для обмена информацией) имеет основной стандарт и его расширение

124