- •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
2. Преобразование чисел из одной системы счисления в другую
Для практической деятельности актуальна задача преобразования чисел из одной системы счисления в другую (конвертирование). Задача состоит в преобразовании числа, заданного в исходной системе счисления с основанием , в другую (требуемую ) СС с основанием Задача может решаться как “вручную” (подготовка данных, решение контрольных примеров, контроль результатов и т.п.), так и путем машинного преобразования. Во втором случае, имеет место ряд особенностей, связанных со специфическим представлении данных в МПТ.
2.1 Методы конвертирования
Для преобразований могут использоваться следующие методы:
Метод подбора.
Метод замещения полиномиальных элементов (поэлементное за мещение).
Преобразования по схеме Горнера.
Метод “цифра за цифрой”.
Метод, основанный на специфическом соотношении оснований заданной и требуемой систем счисления.
Метод “через промежуточную систему счисления”.
Далее коротко прослеживаются теоретические основы каждого метода, способы реализации, возможности и ограничения, области преимущественного использования.
2.2 Метод подбора
Метод используется для преобразований “в уме”, хотя не не исключена и его машинная реализация. Служит в основном для преобразований из десятичной в двоичную систему счисления. В этом случае, метод описывается следующей процедурой.
Процедура 2.1
Подбирается ближайшая снизу к заданному числу (текущему остатку) степень двойки, не превосходящая числа (остатка). В соответствующей позиции двоичного числа записывается единица. Промежуточные (пропущенные) старшие позиции заполняются нулями.
Определяется разность между числом (текущим остатком) и значением подобранной степени. Разность наз. текущим остатком.
Если разность не равна 0 или не отрицательна, то переход на п.1.
Иначе: конец.
Конец
Процедура интуитивно понятна, но требует знания степеней двойки. Выполняется в десятичной арифметике. Теоретически возможно использование метода для преобразования в другие системы счисления. Однако в системах отличных от двоичных, требуется в качестве вычитаемых из текущего остатка использовать не только значения степени недвоичных оснований, а их произведения на соответствующие цифры. В этом случае подбирается не только ближайшая степень основания требуемой системы счисления, но и соответствующая ему цифра. Поэтому для “ручных” преобразований метод сложен.
В таблицах 2.1, 2.2 приведены значения некоторых степеней двойки
Таблица 2.1 – Степени двойки для преобразования целого числа
Степень |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Десятичный эквивалент |
2 |
4 |
8 |
16 |
32 |
64 |
128 |
256 |
512 |
1024 |
2048 |
4096 |
Таблица 2.2 – Степени двойки для преобразования дробного числа
Степень |
|
|
|
|
|
|
|
Десятичный эквивалент |
0,5 |
0,25 |
0,125 |
0,0625 |
0,0 3125 |
0,015625 |
0,0078125 |