Представление чисел в эвм.
В виде чисел с плавающей точкой: float, double. Числа с плавающей точкой представлены в памяти компьютера в экспоненциальной форме mE±p, где m-мантисса, p – порядок (целое число). Пример: -6,42Е+2=-6,42*102=-642.
Прямой двоичный код - это такое представление двоичного числа X, при котором знак "плюс" кодируется нулем в старшем разряде числа, а знак "минус" - единицей. При этом старший разряд называется знаковым. Обратный код для положительных чисел совпадает с прямым кодом. Чтобы представить отрицательное двоичное число в обратном коде, нужно оставить в знаковом разряде 1, а во всех значащих разрядах заменить 1 на 0 и 0 на 1. Такая операция называется инвертированием и обозначается горизонтальной чертой над инвертируемым выражением. Дополнительный код положительного числа совпадает с прямым кодом, а для отрицательного числа получается инверсией всех значащих разрядов и прибавлением единицы к младшему разряду результата. Дополнительный код отрицательного числа может быть получен из обратного кода путем прибавления 1 к младшему разряду обратного кода с учетом переносов между разрядами.
Алгоритм для получения представления действительного числа в памяти ЭВМ:
перевести модуль данного числа в двоичную систему счисления;
нормализовать двоичное число, т.е. записать в виде mE±p, где M — мантисса (ее целая часть равна 1(2)) и p — порядок, записанный в десятичной системе счисления;
прибавить к порядку смещение и перевести смещенный порядок в двоичную систему счисления;
учитывая знак заданного числа (0 — положительное; 1 — отрицательное), выписать его представление в памяти ЭВМ.
Принципы организации вычислительного процесса. Алгоритм Фон-Неймана./ 7. Архитектура и устройство базовой эвм.
Логическую организацию ЭВМ независимо от ее элементной базы в 1945 году представил математик Джон фон Нейман. Архитектура универсальной ЭВМ фон Неймана предусматривается пять базовых компонентов:
Центральное арифметико-логическое устройство (АЛУ).
Центральное устройство управления (УУ), ответственное за функционирование всех основных устройств ЭВМ.
Запоминающее устройство (ЗУ).
Система ввода информации.
Система вывода информации
Способ, описанный Дж. фон Нейманом в 1945 г. cтал cтандартом для построения практически всех ЭВМ-все вычисления, предписанные алгоритмом решения задачи, должны быть представлены в виде программы, состоящей из последовательности управляющих слов-команд.
Процессор предназначен для обработки информации и управления ЭВМ в целом. Он состоит из 2-х частей: УУ - устройство управления (управляющий автомат), и АЛУ - арифметико-логическое устройство (операционный автомат). Обработку информации процессор осуществляет под управлением программы, хранящейся в запоминающем устройстве (ЗУ), которое является памятью ЭВМ.
Принципы организации вычислительного процесса. Гарвардская архитектура эвм
Гарвардская архитектура была разработана Говардом Эйкеном в конце 1930-х годов в Гарвардском университете с целью увеличить скорость выполнения вычислительных операций и оптимизировать работу памяти. Типичные операции (сложение и умножение) требуют от любого вычислительного устройства нескольких действий: выборку двух операндов, выбор инструкции и её выполнение, и, наконец, сохранение результата. Идея, реализованная Эйкеном, заключалась в физическом разделении линий передачи команд и данных. В первом компьютере Эйкена Марк I, для хранения данных использовалась перфорированная лента, а для работы с инструкциями — электромеханические регистры. Это позволяло одновременно пересылать и обрабатывать команды и данные, благодаря чему значительно повышалось общее быстродействие
Модифицированная гарвардская архитектура Соответствующая схема реализации доступа к памяти имеет один очевидный недостаток — высокую стоимость. При разделении каналов передачи адреса и данных на кристалле процессора, последний должен иметь в два раза больше выводов. Способом решения этой проблемы стала идея использовать общую шину данных и шину адреса для всех внешних данных, а внутри процессора использовать шину данных, шину команд и две шины адреса. Такую концепцию стали называть модифицированной Гарвардской архитектурой