- •Міністерство освіти і науки україни
- •"Організація та функціонування комп'ютерів"
- •І. Теоретичні відомості
- •1.1. Коротка історія розвитку комп’ютерної техніки
- •1.2. Принципи організації комп’ютера фон-Неймана
- •Іі. Опис архітектури навчального комп’ютера DeComp
- •2.1. Організація навчального комп’ютера – симулятора DeComp
- •2.2. Пульт управління навчального комп’ютера
- •Закладка “Документація до “Навчальної еом”
- •2.4 Закладка “Пристрій підготовки даних”
- •2.4.1 Порядок введення інформації на перфострічку
- •III. Вказівки до виконання лабораторних робіт Лабораторна робота № 1
- •1. Теоретична частина
- •1.1 Загальні поняття про системи числення
- •Позиційні системи числення, які застосовуться у комп’ютерах
- •1.2.1 Двійкова система числення
- •Вісімкова система числення
- •Шістнадцяткова система числення
- •1.3. Переведення чисел з однієї позиційної системи числення до іншої
- •1.3.1. Переведення цілих чисел
- •1.3.2 Переведення правильного дробу
- •1.3.3 Особливості переведення вісімкових і шістнадцяткових чисел до двійкової системи числення і навпаки
- •Лабораторна робота № 2
- •1. Теоретичні відомості
- •1.2. Інструкції арифметичних операцій:
- •1.3. Призначення Регістру Ознак
- •1.4. Дослідження виконання інструкцій навчального комп’ютера
- •2. Порядок виконання роботи
- •Вимоги до звіту
- •Лабораторна робота № 3
- •1. Теоретичні відомості
- •1.2. Організація програмних циклів
- •1.3. Особливості виконання операцій зсуву
- •2. Порядок виконання роботи:
- •3. Вимоги до звіту.
- •Лабораторна робота № 4
- •1. Теоретичні відомості
- •1.1. Загальні відомості про логічні функції
- •1.2. Опис логічних інструкцій навчального комп’ютера
- •1.3. Подання від’ємних чисел у комп’ютерах
- •1.3.1. Прямий код
- •1.3.2. Обернений код
- •1.3.3. Доповняльний код
- •1.3.4. Модифіковані коди
- •2. Порядок виконання роботи:
- •3. Вимоги до звіту
- •Лабораторна робота № 5
- •1. Теоретична частина.
- •1.1. Додавання і віднімання двійкових чисел з фіксованою комою
- •1.2. Додавання двійкових чисел у модифікованому доповняльному коді
- •1.3. Додавання двійкових чисел у модифікованому оберненому коді
- •1.4. Переповнення розрядної сітки при додаванні у модифікованих машинних кодах
- •1.5. Множення двійкових чисел без знаку
- •2. Порядок роботи:
- •3. Вимоги до звіту
- •Лабораторна робота № 6
- •1. Теоретична частина
- •1.1. Подання чисел з рухомою комою
- •1.2. Правила додавання (віднімання) двійкових чисел з рухомою комою
- •2. Порядок роботи:
- •3. Вимоги до звіту.
- •Лабораторна робота № 7
- •1. Теоретична частина
- •1.1. Ділення двійкових чисел без знаку
- •1.1.1. Ділення з відновленням залишку
- •1.1.2. Ділення без відновлення залишку
- •1.2. Множення двійкових чисел із знаком
- •1.2.1 Множення чисел у форматі з фіксованою комою
- •1.3. Ділення двійкових чисел у форматі з фіксованою комою.
- •2. Порядок роботи
- •3. Вимоги до звіту.
- •Література.
- •Додаток
-
Позиційні системи числення, які застосовуться у комп’ютерах
Для подання чисел в універсальних ЕОМ застосовували й застосовують двійкову, трійкову, вісімкову і шістнадцяткову системи числення, а для обробки економічної інформації – двійково-десяткову. Розглянемо основні з них.
1.2.1 Двійкова система числення
З точки зору технічної реалізації найліпшою є система з основою 2 або двійкова, тому що двохпозиційні елементи різної фізичної природи легко реалізуються. Крім того, у процесах з двома стійкими станами різниця між цими станами має якісний, а не кількісний характер, що забезпечує надійну реалізацію двійкових цифр. Таким чином, простота арифметичних і логічних дій, мінімум обладнання, що використовується для подання чисел та найбільш зручні умови реалізації визначили застосування двійкових систем числення практично в усіх відомих комп’ютерах і таких, що проектуються.
Двійкова система числення у комп’ютерах є основною, у якій здійснюються арифметичні і логічні перетворення інформації у пристроях комп’ютера. Вона має тільки дві цифри: 0 і 1, а всяке двійкове число зображається у вигляді комбінації нулів і одиниць. Кожний розряд числа у двійковій системі числення ліворуч від коми подається двійкою у відповідній додатний степені, а праворуч від коми – двійкою у від’ємній степені (табл. 1).
Таблиця 1
|
Номер розряду |
4 |
3 |
2 |
1 |
0 |
-1 |
-2 |
-3 |
-4 |
|
Двійкова степінь |
24 |
23 |
22 |
21 |
20 |
2-1 |
2-2 |
2-3 |
2-4 |
|
Десяткове значеня |
16 |
8 |
4 |
2 |
1 (,) |
0,5 |
0,25 |
0,125 |
0,0625 |
Наприклад, розгорнуту форму двійкового числа 11101,01 за формулою (1) можна записати так:
11101,012 = 1*24 + 1*23 + 1*22 + 0*21 + 1*20 + 0*2-1 + 1*2-2 =
= 16 + 8 + 4 + 1 = 29,2510
До недоліків двійкової системи числення можна віднести:
-
Значно більша, порівняно з іншими системами числення, кількість розрядів, які необхідні для подання однакових за абсолютною величиною чисел. Порівняйте:
2510 = 1758 = 5005 = 11111012
-
Необхідність переведення вхідних даних з десяткової системи до двійкової і вихідних – з двійкової до десяткової.
-
Вісімкова система числення
Вісімкова система числення має основу d = 8 i можливі значення розрядів αi = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Число вісім, яке дорівнює основі системи числення, записується двома цифрами у вигляді 10. Любе вісімкове число може бути зображено за допомогою формули розгорнутого запису (1) десятковим еквівалентом, наприклад:
726,158 = 7 * 82 + 2 * 81 + 6 * 80 + 1 * 8-1 + 5 * 8-2 = 470,20312510
Запис команд і даних програми у вісімковій системі числення у три рази коротше, ніж у двійковій.