- •Часть 1. Исследование систем счисления и методов конвертирования
- •Часть 2. Кодирование данных в микропроцессорной технике
- •Часть 3. Арифметические операции при обработке данных
- •Лабораторная работа №1. Основы машинной арифметики.
- •Часть 1. Исследование систем счисления и методов конвертирования
- •Содержание отчета
- •1. Введение в системы счисления
- •1.1 Общие положения. Классификация систем счисления
- •1.2 Позиционные системы счисления. Полиномиальное представление чисел
- •1.3 Системы счисления, применяемые в микропроцессорной
- •1.4 Некоторые свойства позиционных однородных систем с естественным множеством цифр
- •2. Преобразование чисел из одной системы счисления в другую
- •2.1 Методы конвертирования
- •2.2 Метод подбора
- •2.3 Метод замещения полиномиальных элементов (поэлементное замещение)
- •2.4 Метод, основанный на “схеме Горнера”
- •2.5 Метод “цифра за цифрой”
- •2.5.1 Конверсия целого числа методом “цифра за цифрой”
- •2.5.2 Конверсия дробного числа методом “цифра за цифрой”
- •2.6 Методы, учитывающие специфические соотношения оснований систем счисления
- •2.6.1 Двоично-шестнадцатеричные и шестнадцатерично-двоичные преобразования
- •2.6.2 Двоично-восьмеричные и восьмерично-двоичные преобразования
- •2.7 Методы, использующие промежуточные системы систем счисления
- •Часть 2. Кодирование данных в микропроцессорной технике
- •2. Теоретические основы кодирования чисел
- •3. Обратные коды двоичных чисел.
- •Дополнительные коды числовых данных
- •Часть 3. Арифметические операции при обработке данных
- •1. Предварительные замечания
- •3.1.1. Сложение дробных и целых положительных чисел без переполнения. (Случай 1)
- •3.1.2. Сложение дробных и целых положительных чисел с переполнением (Случай 2)
- •3.1.3. Сложение дробных и целых отрицательных чисел без переполнения (Случай 3)
- •3.1.4. Сложение дробных и целых отрицательных чисел с переполнением (Случай 4)
- •3.1.5. Сложение отрицательных чисел с “особым случаем переполнения”(Случай 5)
- •3.6.Сложение чисел разных знаков
- •3.1.6.1. Модуль положительного операнда больше модуля отрицательного. (Случаи 6, 9)
- •3.1.6.3. Модуль положительного операнда меньше модуля отрицательного (Случаи 7,8).
- •3.1.7 Обнаружение переполнения разрядной сетки в пдк
- •3.2.1. Сложение в обратных кодах дробных и целых отрицательных чисел без переполнения (Случай 3ок)
- •3.1.4. Сложение в обратных кодах дробных и целых отрицательных чисел с переполнением (Случай 4ок)
- •3.1.5. Сложение в обратных кодах отрицательных чисел с “особым случаем переполнением ” при сложении в дополнительных кодах (Случай 5)
- •3.1.6.Сложение в обратных кодах чисел разных знаков
- •3.1.6.1. Модуль положительного операнда больше модуля отрицательного. (Случаи 6, 9)
- •3.4 Обнаружение переполнения разрядной сетки в пок
- •4. Cложение чисел в модифицированных дополнительных кодах (мдк)
- •4.2.1. Сложение дробных и целых положительных чисел без переполнения. (Случай 1)
- •3.2.2. Сложение дробных и целых положительных чисел с переполнением (Случай 2)
- •3.2.3. Сложение дробных и целых отрицательных чисел без переполнения (Случай 3)
- •3.2.4. Сложение дробных и целых отрицательных чисел с переполнением (Случай 4)
- •3.2.5. Сложение целых отрицательных чисел с “особым случаем переполнения”(Случай 5)
- •3.2.6.Сложение чисел разного знака в модифицированных дополнительных кодах
- •3.2.6.1. Модуль положительного операнда больше модуля отрицательного. (Случаи 6,9)
- •3.2.6.3. Модуль положительного операнда меньше модуля отрицательного (Случаи 7,8).
- •4. Обнаружение переполнения разрядной сетки в модифицированных дополнительных кодах
3.1.2. Сложение дробных и целых положительных чисел с переполнением (Случай 2)
3.1.2.1 Дробные числа. Пусть складываются два положительных слагаемых представленных в форме дробных чисел. Пусть также (A+B)1. Очевидно, что сумма в этом случае превосходит максимальное число, представимое в заданной разрядной сетке, т.е. должно иметь место переполнение, признаком которого должен стать отрицательный знак суммы. Так как слагаемые положительные числа, то сложение выполняется в прямых кодах.
Особенности этого случая сложения могут быть пояснены аналитическим выражением
И з (9) следует, что: так как (А+В) 1, то при сложении формируется перенос CY в знаковый разряд из старшего разряда модуля суммы. Перенос влияет на значение знака суммы. Поэтому, содержимое знакового разряда определяется суммой SA+SB+ CY =0+0+1=1. Таким образом, сумма – число, в знаковом разряде которого 1, а в значащих разрядах разность (A+B) –1.
3.1.2.2. Целые числа. Пусть складываются два положительных слагаемых, представленных в форме целых чисел. Пусть также (A+B)2n-1. Очевидно, что в этом случае, также как и при сложении дробных чисел, должно иметь место положительное переполнение разрядной сетки, признаком которого служит отрицательный знак суммы. Так как слагаемые положительные числа, то сложение выполняется в прямых кодах.
А налитически сложение описывается как.
Так как (A+B)2n-1,то при сложении формируется перенос CY в знаковый разряд из старшего разряда модуля числа. Перенос влияет на значение знака суммы. Действительно, содержимое знакового разряда определяется как SA+SB+ CY =0+0+1=1. Таким образом, сумма – число, в знаковом разряде которого 1, а в значащих разрядах остаток (A+B) –2n-1.
Пример 2. Сложение дробных и целых положительных чисел с переполнением (случай 2) |
|||
Выполнить в ПДК сложение соответственно дробных А, В и целых X,Y положительных операндов. |
|||
|
Дробные слагаемые равны |
Целые слагаемые равны |
|
А=0,687510=0.10110002; В=0.437510=0.01110002 |
X= 6410= 0 10000002; Y=7610 =0 10011002 |
||
Предварительное решение. При заданных значениях слагаемых, суммы (А+В) и (X+Y) должна быть равны, соответственно (А+В) =1.125 0®1.00100002 и (X+Y)=14010®1 00011002. |
|||
Предварительные выводы. Полученные суммы превосходят максимальные значения чисел, представимых на заданной разрядной сетке т.е 1 для дробного числа и 127 для целого. Таким образом, при заданных слагаемых должно возникнуть переполнение. Признаком переполнения должно быть единичное значение в знаковых разрядах. |
|||
Решение. Так как все операнды положительные числа, то они складываются непосредственно в прямых кодах. |
|||
Сложение в двоичных простых прямых кодах имеет вид: |
|||
|
|
|
|
|
|
||
|
|
||
Т аким образом, результаты – суммы с переполнением. Признаком переполнения является знак суммы, противоположный знаку слагаемых. |