Представление информации в эвм
Любая информация (числовая, текстовая, звуковая, графическая и т.д.) в компьютере представляется (кодируется) в так называемой двоичной форме. Как оперативная, так и внешняя память, где и хранится вся информация, могут рассматриваться, как достаточно длинные последовательности из нулей и единиц. Под внешней памятью подразумеваются такие носители информации, как магнитные и оптические диски, ленты и т.п.
Единицей измерения информации является бит (BInary digiT) -- именно такое количество информации содержится в ответе на вопрос: нуль или один? Более крупными единицами измерения информации являются байт, килобайт (Kbyte), мегабайт (Mbyte), гигабайт (Gbyte) и терабайт (Tbyte). Один байт (byte) состоит из восьми бит, а каждая последующая величина больше предыдущей в 1024 раза.
Поле – это последовательность битов, имеющих определенный смысл. Байт – поле, состоящее из 8 двоичных разрядов. Слово – поле, которым оперирует процессор. Последовательность полей, байтов или слов, имеющих одинаковый смысл, называют массивом. Последовательность массивов называют сегментом.
.
Представление чисел в обратном и дополнительном коде
В компьютерной технике применяются три формы записи (ко-
дирования) целых чисел со знаком: прямой код, обратный код, до-
полнительный код.
1. Прямой код. В знаковый разряд помещается цифра 1, а в раз-
ряды цифровой части числа – двоичный код его абсолютной величи-
ны. Рассмотрим u1087 примеры:
Прямой код числа -1 Прямой код числа -127
1 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 1
Знак числа – Знак числа –
2. Обратный код получается инвертированием всех цифр двоич-
ного кода абсолютной величины (модуля) числа, включая разряд зна-
ка: нули заменяются единицами, а единицы – нулями. Рассмотрим
примеры:
Число: -1 Число: -127
Код модуля числа: 0 1111111 Код модуля числа: 0 0000001
Обратный код числа: 1 1111110 Обратный код числа: 1 0000000
1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 0 0 0 0
3. Дополнительный код получается образованием обратного ко-
да с последующим прибавлением единицы к его младшему разряду.
Рассмотрим примеры:
Дополнительный код числа -1 Дополнительный код числа -127
1 1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 0 0 0 0 1
Отрицательные десятичные числа при вводе в машину автомати-
чески преобразуются в обратный или дополнительный двоичный код
и в таком виде хранятся, перемещаются и участвуют в операциях. При
выводе чисел из машины происходит обратное преобразование в от-
рицательные десятичные числа.
Вопрос№3
Способы умножения чисел.
Метод многократного сложения
M=A*B=
+ простота схемной реализации - медленная скорость
2) Табличный метод
Основан на записи в память специальной таблицы умножения.
+ высокая скорость - применим только для чисел небольшой разрядности
3) Метод сложения и сдвигов (умножение столбиком)
Широко используется в микропроцессорной технике. Обладает оптимальным соотношение скорости и аппаратных затрат.
4) Модульное умножение
Метод основан на использовании представления числа в виде степенного ряда.
A=
B=
A*B=
Операция суммирования и умножения по степени числа 2 осуществляется специальным параллельным сумматором, который также может быть реализован в виде комбинационной схемы.
+ высокая скорость - существенная сложность
Способы табличного и модульного умножения.
1) Табличный метод
Основан на записи в память специальной таблицы умножения.
+ высокая скорость
- применим только для чисел небольшой разрядности
2) Модульное умножение
Метод основан на использовании представления числа в виде степенного ряда.
A= B= A*B=
Операция суммирования и умножения по степени числа 2 осуществляется специальным параллельным сумматором, который также может быть реализован в виде комбинационной схемы.
+ высокая скорость
- существенная сложность
Представление команд в ЭВМ.
1) безадресные, состоящие всего лишь из одного поля КОП. В качестве операнда данных команд используется фиксированные внутренние регистры компьютера.
2) одноадресные, состоят из двух полей
Cop- это число, однозначно указывающее процессору какую операцию он должен выполнить. Данные числа уникальны для процессоров и их семейств.
Второе поле- адрес либо значение операнда. (например операция инверсии)
3) двухадресные-
Например команда А=В+А
4) трехадресные А=В+С
Возможны и 4,5..адресные команды, но редки.
В зависимости от полноты системы команд различают два типа архитектур процессоров:
CISC и RISC, также выделяют FRISC.
CISC- компьютер со сложный набором команд
RISC- компьютер с сокращенным набором команд
FRISC- RISC построенные на основе форт
Чем меньше адресность команды, тем выше быстродействие и меньше функциональность.