
- •1.1 Виконання обчислень в ЕОМ
- •1.1.1 Запам’ятовувальний пристрій
- •1.1.2 Арифметико-логічний пристрій
- •1.1.3 Пристрій керування
- •1.1.4 Центральний процесор
- •1.2 Кодування інформації. Поняття системи числення
- •1.2.1 Загальні відомості про системи числення
- •Непозиційна система числення
- •Позиційні системи числення
- •Поняття основи системи числення
- •1.2.2 Двійкова система як головна для обчислювальних машин
- •Перетворення правильних дробів
- •Перетворення змішаних чисел
- •Метод вирахування розрядів
- •1.2.4 Перетворення двійкових чисел у десяткові
- •1.2.5 Недвійкове числення
- •Перетворення «шіснадцяткова (вісімкова) – десяткова» і навпаки
- •Перетворення «шіснадцяткова (вісімкова) – двійкова» і навпаки
- •Взаємне перетворення «шіснадцяткова – вісімкова» системи
- •1.3 Двійкова арифметика
- •1.3.1 Двійкове додавання
- •1.3.2 Принципи побудови двійкового суматора
- •1.3.3 Двійкове віднімання
- •1.3.4 Реалізація віднімання в ЕОМ
- •1.3.5 Двійкове множення
- •1.3.6 Двійкове ділення
- •1.4 Машинна арифметика
- •1.4.1 Одиниці вимірювання інформації
- •1.4.2 Алгебричне додавання чисел в ЕОМ
- •Представлення чисел у машинних кодах
- •Приклади виконання операцій додавання
- •Переповнення розрядної сітки
- •1.4.3 Поняття точності обчислень
- •Форма з фіксованою комою
- •Форма з плавальною комою
- •1.4.4 Математичний співпроцесор
- •1.4.5 Взаємозв’язок математичних операцій в ЕОМ
- •1.5 Основи алгебри логіки
- •1.5.1 Логічні функції
- •Функції однієї змінної
- •Функції двох змінних
- •Комбінування логічних функцій
- •1.5.2 Основні логічні елементи
- •Буфер – функція повторення
- •Інвертор – функція заперечення
- •АБО – функція логічного додавання
- •І – функція логічного множення
- •Елемент АБО-НІ
- •Елемент І-НІ
- •Елемент ВИКЛЮЧНЕ АБО
- •1.5.3 Побудова суматора
- •Схема півсуматора
- •Схема суматора
- •1.5.4 Приклад простого мікропроцесора
- •1.6 Схемна реалізація основних логічних елементів
- •1.6.1 Напівпровідникові пристрої
- •Діод та його характеристика
- •Транзистор та його характеристика
- •Переваги і недоліки діодних та транзисторних схем
- •1.6.2 Схемна побудова логічних елементів
- •Логічні елементи повторення (буфер) та заперечення (інвертор)
- •Елемент логічного додавання (АБО)
- •Елемент логічного множення (І)
- •Комірка пам’яті – тригер

1.2.4Перетворення двійкових чисел у десяткові
Щоб перетворити число із системи числення з основою в систему
числення з основою , за умови що |
його необхідно представити у |
вигляді суми за правилами системи . |
(2.14) |
|
де розрядні коефіцієнти записуються згідно з (2.3).
Для випадку перетворення двійкових чисел в десяткові формула
набуде вигляду: |
|
|
2 |
|
|
(2.15) |
|
|
необхідно підставити ті значення |
|
|
||||
де в суму |
|
, для яких значення |
|||||
2 |
2 |
2 |
|
системі |
необхідно |
||
рівні 1. Отримані числа, виражені в |
десятковій |
||||||
2 ,2 |
,… |
|
|
||||
додати. |
|
|
|
|
|
|
|
Для |
прикладу |
розглянемо перетворення |
в |
десяткову |
систему |
||
Для цього розіб’ємо це |
100011,011 |
. |
|
|
|
||
числення двійкового числа |
|
|
|
|
число на розряди.
Рис. 2.13. Відповідність цифри числа та розрядного коефіцієнту
Отже десяткове число є сумою чисел |
1·2 |
1·2 |
|
|
||||
1·2 |
0·2 |
0·2 |
0·2 |
0 |
|
|||
|
0·2 |
1·2 |
1·2 |
32 |
0 |
|
||
таким чином |
0 2 |
1 |
0 |
0,25 |
0,125 |
35,375 |
|
|
Очевидно, що |
100011,011 |
35,375 |
|
|
|
|||
|
під час розв’язування задач немає необхідності |
|||||||
виписувати у якості членів суми ті складові, в яких коефіцієнти при |
2 |
|||||||
рівні нулю. Завдяки цьому наведений вище запис буде значно коротшим |
||||||||
1·2 |
1·2 |
1·2 |
1·2 |
1·2 |
35,375 |
|
||
|
32 |
2 |
1 |
0,25 |
0,125 |
|
1.2.5Недвійкове числення
Під час налагодження апаратних засобів (програм BIOS і т.д.) чи написання нових програм (особливо на мовах низького рівня типу асемблера або С) часто виникає необхідність заглянути в пам'ять машини, щоб оцінити її поточний стан. Однак там все заповнено довгими послідовностями нулів і одиниць, що вкрай незручно, адже природні

можливості людського мислення не дозволяють швидко і точно оцінити величину числа, представленого, наприклад, комбінацією з 16 нулів і одиниць.
Для полегшення сприйняття двійкового числа вирішили розбити його на групи розрядів, наприклад, по три розряди – тріади, чи чотири – тетради. Ця ідея виявилася вдалою, оскільки послідовність з 3 біт має 8 комбінацій, а послідовність з 4 біт – 16 комбінацій. Числа 8 і 16 – степені двійки, тому легко знаходити відповідність між двійковими числами. Розвиваючи цю ідею, дійшли висновку, що групи розрядів можна закодувати, скоротивши при цьому послідовність знаків.
Для кодування трьох бітів (тріад) потрібно 8 цифр, і тому узяли цифри від 0 до 7 десяткової системи. Для кодування чотирьох бітів (тетрад) необхідно 16 знаків, тому узяли 10 цифр десяткової системи і 6 букв латинського алфавіту: А, B, С, D, E, F. Отримані системи, що мають в основі числа 8 і 16, назвали відповідно вісімковою і шістнадцятковою. Відповідність між числами десяткової, вісімкової та шістнадцяткової систем числення наведено в табл. 2.3.
Таблиця 2.3. Відповідність між десятковою, вісімковою та шістнадцятковою
системами числення
Десяткова |
Вісімкова |
Шістнадцяткова |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
2 |
2 |
2 |
3 |
3 |
3 |
4 |
4 |
4 |
5 |
5 |
5 |
6 |
6 |
6 |
7 |
7 |
7 |
8 |
10 |
8 |
9 |
11 |
9 |
10 |
12 |
A |
11 |
13 |
B |
12 |
14 |
C |
13 |
15 |
D |
14 |
16 |
E |
15 |
17 |
F |
Перетворення «шіснадцяткова (вісімкова) – десяткова» і навпаки
Перетворення вісімкових і шістнадцяткових чисел в десяткові найпростіше можна виконувати, представляючи їх у вигляді суми:

(2.16)
де – основа системи числення, рівна відповідно 8 або 16, – розрядні коефіцієнти.
Отримані числа, виражені в десятковій системі необхідно додати. Для прикладу розглянемо перетворення із вісімкової системи в
десяткову числа 2417 . Для цього розіб’ємо це число на розряди, подібно як на рис. 2.13, після чого його можна подати у вигляді суми
2417 2·8 4·8 1·8 7·8
2·512 4·64 1·8 7·1 1024 256 8 7 1295
отже
2417 1295 .
Приклад перетворення із шістнадцяткової системи в десяткову число 50 . Це число є сумою чисел
|
50 |
5·16 |
0·16 |
·16 |
5·256 |
||
звідки |
|
0·16 |
15·1 |
1280 |
0 |
15 |
1295 |
Для |
перетворення |
50 |
1295 . |
системи в вісімкову чи |
|||
|
|
|
чисел із |
десяткової |
шістнадцяткову можна скористатися методом послідовного ділення, тобто необхідно ділити перетворюване число на нову основу .
Приклад: розглянемо перетворення числа |
1295 |
із десяткової |
системи в вісімкову |
|
й отже |
перетворимо число |
2417 . |
з десяткової системи в |
Приклад: |
1295 |
|
|
шістнадцяткову |
|
1295 |
|

отже |
50 |
. |
1295 |
Для перетворення правильного дробу необхідно скористатися методом множення на основу нової системи числення.
Приклад: розглянемо перетворення числа із десяткової системи в вісімкову 0,6875 .
Отже |
0,54 . |
0,6875 |
Перетворення «шіснадцяткова (вісімкова) – двійкова» і навпаки
Для перетворення чисел з вісімкової чи шістнадцяткої систем числення в двійкову систему можна скористатися табл. 2.4 і 2.5.
Для цього кожній цифрі вісімкового числа ставиться у відповідність із табл. 2.4 певна послідовність трьох двійкових чисел – тріада. Послідовність цих тріад утворює необхідне нам число у двійковій системі.
Таблиця 2.4.
Відповідність вісімкових чисел і двійкових тріад
Вісімкове |
Тріада |
Вісімкове |
Тріада |
|
число |
число |
|||
|
|
|||
0 |
000 |
4 |
100 |
|
1 |
001 |
5 |
101 |
|
2 |
010 |
6 |
110 |
|
3 |
011 |
7 |
111 |
Відповідно кожній цифрі шістнадцяткового числа ставиться у відповідність із табл. 2.5 певна послідовність чотирьох двійкових чисел – тетрада.

Таблиця 2.5. Відповідність шістнадцяткових чисел і двійкових тетрад
Шістнадцяткове |
Тетрада |
Шістнадцяткове |
Тетрада |
число |
|
число |
|
0 |
0000 |
8 |
1000 |
1 |
0001 |
9 |
1001 |
2 |
0010 |
A |
1010 |
3 |
0011 |
B |
1011 |
4 |
0100 |
C |
1100 |
5 |
0101 |
D |
1101 |
6 |
0110 |
E |
1110 |
7 |
0111 |
F |
1111 |
Для прикладу розглянемо перетворення кількох чисел з цих систем числення у двійкову систему
Перетворимо число 37162
таким чином
37162 11111001110010 .
Перетворимо число 80
таким чином
80 1011100000001111 .
Для перетворення числа з двійкової системи числення в вісімкову, двійкове число необхідно розбити на тріади і за табл. 2.4 підставити відповідні цифри. Для перетворення в шістнадцяткову систему двійкове число необхідно розбивати на тетради та шукати їм відповідність в табл. 2.5. Розбивати двійкове число на тріади чи тетради необхідно починаючи справа, при цьому для кратності кількості цифр в числі трьом чи чотирьом йому спереду дописують необхідну кількість нулів.
систему числення |
11111001110010 |
у вісімкову |
Перетворимо двійкове число |
|
таким чином
11111001110010 37162 .