- •0.1. Понятие организации эвм.
- •Функция, структура и организация систем.
- •Основные факторы, влияющие на принципы построения эвм.
- •0.2. Содержание курса.
- •1. Представление информации в эвм.
- •1.1. Системы счисления.
- •1.1.1. Позиционные системы счисления.
- •Пример 1.1.
- •1.1.2. Двоично-кодированные системы счисления.
- •Пример 1.2.
- •1.2. Преобразование из одной системы счисления в другую.
- •1.2.1. Преобразование целых чисел. Метод деления.
- •Пример 1.7.
- •Метод деления.
- •Пример 1.8.
- •Пример 1.9.
- •1.3. Представление информации в эвм.
- •1.3.1. Двоичные числа.
- •1.3.2. Кодирование десятичных чисел и алфавитно-цифровой информации.
- •Пример 1.10.
- •Пример 1.11.
- •1.3.3. Логические значения.
- •1.4. Машинные коды.
- •1.4.1. Прямой код.
- •Пример 1.12.
- •1.4.2. Дополнительный код.
- •Пример 1.13.
- •1.4.3. Обратный код числа.
- •Пример 1.14.
- •1.4.4. Выполнение арифметических действий с кодами.
- •Пример 1.15.
- •1.4.5. Признаки переполнения разрядной сетки.
- •Пример 1.16.
- •Пример 1.17.
- •2. Синтез комбинационных устройств.
- •2.1 Логические переменные и функции.
- •Физическая природа.
- •Пример 2.1.
- •2.2 Элементарные функции.
- •2.2.1 Функции одной переменной.
- •Элемент повторения.
- •Элемент «не».
- •2.2.2 Функции двух переменных.
- •2.3 Функции многих переменных.
- •Примеры (2.2.) базисов:
- •Основные законы Булевского базиса:
- •Действия с константами «0» и «1»:
- •Правило введения и исключения лишних связок:
- •2.4. Задание функции комбинационных логических схем.
- •Пример 2.5.
- •Пример 2.6.
- •2.6. Минимизация нормальных форм булевых функций.
- •2.7 Минимизация с помощью диаграмм Карно.
- •2.8 Топологическая интерпретация правил минимизации.
- •Правила минимизации:
- •2) Коэффициент объединения по входу.
- •3) Быстродействие.
- •Пример 2.10.
- •2.9.1 Порядок синтеза комбинационных схем.
- •2.9.2 Элементы «и», «или», «не».
- •2.9.3 Элементы «и-не», «или-не».
- •Пример 2.14.
- •2.10. Цифровые устройства на программируемых бис с матричной структурой.
- •2.10.1. Матричная реализация булевых функций.
- •2.10.2. Программируемые логические матрицы (плм).
- •2.10.3. Другие структуры матричных бис.
- •Постоянные запоминающие устройства (пзу).
- •Пример 2.15.
- •Программируемая матрица вентилей (пмв).
- •Программируемые матрицы логики (пмл).
- •3. Построение цифровых устройств автоматного типа.
- •3.1. Понятие автомата.
- •3.2. Синтез абстрактных автоматов.
- •3.2.1. Определение абстрактного автомата.
- •3.2.2. Методы задания автоматов.
- •Задание автомата в виде графа переходов и выходов.
- •Пример 3.1.
- •Задание автомата в виде таблиц переходов и выходов.
- •Задание автомата в виде матриц переходов и выходов.
- •Табличная форма представления матриц переходов и выходов.
- •3.2.3. Минимизация числа внутренних состояний абстрактных автоматов.
- •3.3. Структурный синтез конечных автоматов.
- •3.3.1 Этапы структурного синтеза автоматов.
- •3.3.2. Кодирование символов алфавитов абстрактных автоматов.
- •С труктурная схема автомата.
- •Проблемы возникающие при кодировании.
- •Пример 3.2.
- •3.3.3. Получение кодированной таблицы переходов и выходов.
- •Пример 3.3.:
- •3.3.4. Определение функций внешних переходов.
- •3.3.5 Элементарные автоматы и их свойства.
- •3.3.6 Определение функций возбуждения элементарных автоматов.
- •Литература:
Пример 1.7.
Перевести дробь (0,6875)10 в двоичную систему счисления:
Итак (0,6875)10 =(0,1011)2
Метод деления.
Деление на q (при помощи арифметики основания р). Если представление числа u по основанию q имеет вид (0,U-1U-2… U-n ), то можно, используя арифметику основания р, вычислить U-1q-1 + U-2q-2+… +U-nq-n в виде:
((…(U-n/q+ U-n+1)/q+…+ U-2)/q+ U-1)/q
Необходимо внимательно следить за ошибками, которые могут появиться в результате усечения или округления при делении на q; ошибки эти обычно пренебрежимы, но не всегда.
Пример 1.8.
Преобразовать дробь (0,1011)2 в десятичную систему счисления.
Метод умножения преобразования дробей используется при переходе из “родной” в “чужую” систему счисления, а метод деления – из “чужой” в “родную”.
1.2.3. Перевод чисел с основанием q=pk.
Наиболее прост перевод чисел из q-ичной системы в p-ичную (или обратно), если имеет место соотношение q=pk (k- целое положительное) и обе системы имеют неотрицательные базы.
В этом случае перевод из q–ичной системы счисления в p–ичную производят “поразрядно”, заменяя каждую q–ичную цифру равной ей k–разрядным числом, записанным в p–ичной системе счисления. Перевод из p–ичной системы в q–ичную производят при этом следующим образом. Двигая от запятой вправо и влево, разбивают p–ичную запись числа на группы по k цифр. Если при этом самая левая или самая правая группы окажутся неполными, к ним приписывают соответственно слева и справа столько нулей, чтобы каждая из них содержала k цифр. После этого каждую группу p–ичных цифр заменяют одной q–ичной цифрой, равной числу, обозначенному этой группой p–ичных цифр. Большой практический интерес представляет случай, когда p=2 (двоичное основание).
В этом случае имеем частный случай двоично-кодированной системы счисления, при которых двоичное число и двоично-кодированное число совпадают. Этот факт используют для более короткой записи двоичных чисел. Обычно берут p=23=8 (восьмеричная система счисления) и p=24=16 (шестнадцатеричная система счисления).
Пример 1.9.
а) восьмеричное число (273,54)8 переводится в двоичную систему (8=23) следующим образом:
2 73,54=010 111 011, 101 100= 101111011,1011
двоично-кодированное представление
Группа из трёх двоичных разрядов называется триадой.
б) двоичное число (11011,0011) 2 переводится в восьмеричную следующим образом:
( 11011,0011) 2=11 011,001 1=011 011,001 100 =(33,14) 8
двоично-кодированное представление
в) шестнадцатеричное число (А5, В1Е) 16 переводится в двоичную систему исчисления (16=24) следующим образом:
( А5, В1Е) 16=1010 0101, 1011 0001 1110=(10100101,10110001111) 2
двоично-кодированное представление
г) двоичное число (11011000111101) 2 переводится в шестнадцатеричную систему следующим образом:
(11011000111101) 2 =11 0110 0011 1101= 0011 0110 0011 1101=(363D) 16.
1.3. Представление информации в эвм.
ЭВМ оперирует с данными трёх основных типов: числами, строками символов и логическими значениями.