- •Конспект лекцій з дисципліни "Комп’ютерна логіка"
- •5.05010201 “Обслуговування комп’ютерних систем і мереж”
- •Тема 1.1 Основні поняття з теорії інформації
- •Принципи побудови еом. Класифікація апаратних засобів еом.
- •Способи представлення інформації в цифрових апаратах (ца)
- •Тема 1.2 Системи числення та представлення інформації в еом.
- •Форми представлення чисел в еом Форма з фіксованою комою
- •Форма з плаваючою комою.
- •Тема 1.3 Виконання арифметичних операцій над двійковими числами
- •Додавання багаторозрядних двійкових чисел
- •Алгебраїчне додавання з використанням оберненого коду
- •Алгебраїчне додавання з використанням модифікованого коду
- •Переповнення розрядної сітки не виникає.
- •Тема 1.4 Двійково – кодовані системи числення
- •Формальні правила порозрядного додавання в двійководесяткових кодах
- •Приклад 1. Додати числа 2 і 3 в коді "8421"
- •Правила додавання в коді "8421"
- •Представлення від’ємних чисел в двійководесяткових кодах
- •Виконання арифметичних операцій в спеціальних кодах
- •Тема 2.1 Поняття про Булеві функції. Основні закони та тотожності алгебри логіки
- •Аналітична форма.
- •Поняття про мінтерми і макстерми.
- •Логічні функції від одного аргументу:
- •Логічні функції від двох аргументів.
- •Ііі. Перетворити в базисі і-ні функцію
- •VI. Перетворити функцію в базисі або – ні
- •Тема 2.2 Представлення логічних функцій
- •Тема 2.3 Мінімізація функцій алгебри логіки
- •Тема 2.4 Аналіз та синтез комбінаційних пристроїв в різних базисах
- •Умовні графічні позначення логічних елементів серій к155, к555, к531.
- •Логічні елементи еом.
Переповнення розрядної сітки не виникає.
Результат: А1+А2= - 0,10001.
Тема 1.4 Двійково – кодовані системи числення
Лекція №4 Властивості двійково – десяткових кодів. Особливості різних двійково – десяткових кодів
Двійководесяткові коди. Код “5421”, “8421”, “2 із 5”.
Виконання арифметичних операцій в спеціальних кодах.
Алгоритм виконання операцій над десятковими числами в коді “8421”.
Двійкову систему числення легко реалізувати схемно, але перевід з десяткової у двійкову громіздкий і тому дуже часто застосовують запис окремих цифр десяткової системи числення за допомогою двійкових груп певної розрядності:
2018735,1002
Для кодування цифр К – тої системи числення двійковими цифрами необхідно мати не менше log 2 K – двійкових розрядів.
В принципі можна побудувати ЕОМ з використанням будь – якої кількості розрядів двійкових чисел. Але найкращі результати можна отримати при використанні двійково – десяткових кодів (ДДК), які мають чотири розрядні двійкові числа, та мають властивості: єдиності, впорядкованості, парності, додатковості та взваженості (так звані умови Рутисхаузера):
ДДК мають властивість єдності, якщо між десятковою цифрою та комбінацією двійкових цифр є однозначна відповідність (ця властивість полегшує процес декодування).
Впорядкованість ДДК полягає у виконані умови:
0(2)< 1(2)< …< 9(2) ;
або
0(2) >1(2)> …> 9(2)
(властивість необхідна для реалізації логічних операцій).
Властивість парності ДДК полягає у тому, щоб всім парним десятковим цифрам відповідали лише парні або непарні двійкові числа.(властивість спрощує виконання операції множення, ділення та заокруглення).
Властивість додатковості ДДК полягає у наступному: якщо сума двох десяткових цифр рівна девяти, то перехід від двійкового представлення одної цифри до представлення іншої відбувається шляхом інвертування двійкових розрядів (властивість полегшує формування зворотнього та додаткового кодів). Наприклад для коду "2421" – 4+5=9
0100 + 1011=1111, інвертуємо 1011+0100=1111.
Властивість взваженості ДДК, якщо десяткова цифра Х представлена у двійковому коді: х = anxn+an-1xn-1+…+a1n1,
де an – вага розрядів; xn – двійкове представлення х (властивість полегшує виконання логічних операцій та перевід чисел з однієї системи числення в іншу).
Наприклад: 9 в коді "8421": 1001 = 123+022+021+120
Існує 86 груп взважених ДДК, які утворюються перестановкою ваги aі, які мають властивість єдиності у яких для представлення десяткових цифр використовуються двійкові тетради. Серед них є ДДК, які мають додатні вагові розряди "8421", або одну чи дві від'ємні ваги: "842-1" або "63-1-1".
Властивістю додатковості володіють ДДК з додатними вагами у яких сума вагових розрядів = 9.Всі перераховані властивості мають коди: "2421" та "4221", які мають назву кодів Емері.
Переходи до обернених та додаткових кодів здійснити легко, але штучний порядок вагових коефіцієнтів ускладнює виконання арифметичних операцій. Найбільш розповсюдженим у обчислювальній техніці ДДК є код "8421", але він не має властивості додатковості. При цьому виникають складності з переносом з молодшої в старшу тетради.
Застосування різних ДДК обумовлено певними перевагами у порівнянні з іншими ДДК.
Таблиця для різних двійково-десяткових кодів.
10 |
8421 |
2421 |
4221 |
7421 |
5421 |
Код з надлишком "+3" |
Код Грея |
2 з 5 |
0 |
0000 |
0000 |
0000 |
0000 |
0000 |
0011 |
0000 |
11000 |
1 |
0001 |
0001 |
0001 |
0001 |
0001 |
0100 |
0001 |
00011 |
2 |
0010 |
0010 |
0010 |
0010 |
0010 |
0101 |
0011 |
00101 |
3 |
0011 |
0011 |
0011 |
0011 |
0011 |
0110 |
0010 |
00110 |
4 |
0100 |
0100 |
0110 |
0100 |
0100 |
0111 |
0110 |
01001 |
5 |
0101 |
1011 |
1001 |
0101 |
1000 |
1000 |
0111 |
01010 |
6 |
0110 |
1100 |
1100 |
0110 |
1001 |
1001 |
0101 |
01100 |
7 |
0111 |
1101 |
1101 |
1000 |
1010 |
1010 |
0100 |
10001 |
8 |
1000 |
1110 |
1110 |
1001 |
1011 |
1011 |
1100 |
10010 |
9 |
1001 |
1111 |
1111 |
1010 |
1100 |
1100 |
1101 |
10100 |
Наприклад код "7421" застосовувався у електромеханічних обчислювальних машинах, де двійковій одиниці відповідало замкнене реле, а нулю – розімкнене, цей код має найменшу кількість одиниць (мінімальне споживання живлення).
Код "5421" можна розглядати як код, де три розряди відображають числа 0 – 4, а четвертий розряд відповідає двійковому розряду. Цей код має ряд переваг при виконанні арифметичних операцій та переводі чисел з однієї системи числення в іншу.
В коді 2 з 5 кожна десяткова цифра відображається 5 двійковими розрядами, два з яких мають одиниці. Код 2 з 5 можна отримати з коду "7421" шляхом додавання з права розряду з вагою "0", в цей розряд записується 0 або 1 так, щоб загальна кількість одиниць була рівна 2, крім числа 0. Такі коди використовуються для передачі інформації, так як дозволяють виявляти помилки. В таблиці є не використані комбінації 24 – 10 = 6.
Всі комбінації, які записані у таблиці для відповідних кодів є дозволені комбінації. Всі комбінації, які не представлені в таблиці називаються забороненими комбінаціями.