ОГЛАВЛЕНИЕ

ПЗ№1. ВЫПОЛНЕНИЕ АРИФМЕТИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ НАД ЧИСЛАМИ В ЭВМ 5

1. Освоить практически возможности алгоритмов перевода чисел с использованием различных систем счисления. 5

2. Научиться применять способы выполнения арифметических операций с применением машинных кодов чисел. 5

3. Приобрести навыки практической работы с информацией во внутримашинном представлении. 5

Системой счисления (с/c) называется способ изображения чисел с помощью ограниченного набора символов, имеющих определенные количественные значения. Систему счисления образует совокупность правил и приемов пред­ставления чисел с помощью набора символов (цифр и букв). 5

908,81 7

Двоично-кодированная десятичная система 8

В качестве примеров воспользуемся числами 175,61_(8), 1101,11_(2), A1F,96_(16). 10

Пример 1.9. A1F,96₍₁₆₎ = Ах16² + 1х16¹ + Fх16⁰ + 9х16^-1 + 6х16^-2 = 11

Пример 1.13. 13

Пример 1.15. 14

Пример 1.16. 14

15

Таблица 1.4 15

А₂ = +111; 17

В₂ = +10000. 17

+ 17

0.10000 17

С ₍₂₎ = 0.10111 17

С₍₁₀₎ = +23. 17

ПЗ №2. МИНИМИЗАЦИЯ ЛОГИЧЕСКИХ ФУНКЦИЙ 24

1.Освоить практически различные способы минимизации логических функций. 24

2.Научиться применять различные способы решения задач по минимизации логических функций. 24

3.Приобрести навыки практической работы по использованию различных способов минимизации логических функций. 24

ПЗ №3. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО СИНТЕЗУ ЛОГИЧЕСКИХ СХЕМ 41

Таблица 3.4 51

F = xy Ú xz = x(yÚz). 52

ПЗ №4. ОЦЕНКА СПОСОБОВ ВНУТРИМАШИННОГО ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ИНФОРМАЦИИ 57

1. Закрепление теоретических знаний по теме занятия; 57

2. Приобрести навыки анализа различных способов представления информации в ЭВМ; 57

3. Совершенствование практических навыков оценки характеристик ЭВМ. 57

Таблица 4.1 67

ПЗ №5. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ОЦЕНКЕ ОСНОВНЫХ ПАРАМЕТРОВ ОПЕРАТИВНЫХ ЗАПОМИНАЮЩИХ УСТРОЙСТВ 74

ПЗ №6. СОСТАВЛЕНИЕ АЛГОРИТМОВ И МИКРОПРОГРАММ РАБОТЫ АЛУ 86

ПЗ №7. СОСТАВЛЕНИЕ АЛГОРИТМОВ И МИКРОПРОГРАММ РАБОТЫ УСТРОЙСТВА УПРАВЛЕНИЯ 98

ПЗ №8. РАЗРАБОТКА МОДУЛЕЙ ПАМЯТИ НА БИС 106

Цель занятия. 106

1. Закрепление теоретических знаний по теме занятия. 106

2. Приобрести навыки анализа различных способов наращивания памяти ЭВМ. 106

3. Совершенствование практических навыков оценки характеристик памяти ЭВМ. 106

4. Совершенствование практических навыков в построении схем модулей памяти при наращивании емкости и разрядности 106

2.Разработка структуры модуля ЗУ с указанными параметрами. 117

ПЗ №9. МИКРОПРОГАММИРОВАНИЕ МПУ НА БАЗЕ СМП 122

ПЗ №10 РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ РАЗРАБОТКИ АППАРАТНЫХ СРЕДСТВ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ КОМПЛЕКСОВ. 134

Пз№11.ПЛАНИРОВАНИЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА ПРИ МУЛЬТИПРОГРАММИРОВАНИИ 155

ПЗ №12. РЕШЕНИЕ ЗАДАЧ ПО ОПРЕДЕЛЕНИЮ ПАРАМЕТРОВ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОГО КОМПЛЕКСА 179

Пз№1. Выполнение арифметических операций над числами в эвм Цель занятия:

1. Освоить практически возможности алгоритмов перевода чисел с использованием различных систем счисления.

2. Научиться применять способы выполнения арифметических операций с применением машинных кодов чисел.

3. Приобрести навыки практической работы с информацией во внутримашинном представлении. Теоретические сведения

Системой счисления (с/c) называется способ изображения чисел с помощью ограниченного набора символов, имеющих определенные количественные значения. Систему счисления образует совокупность правил и приемов пред­ставления чисел с помощью набора символов (цифр и букв).

Системы счисления делятся на два типа: непозиционный и позиционный.

В непозиционных системах счисления значение любого символа не зависит от его положения (позиции) в ряду символов, изображающих это число. Например, римская система, в которой в числе ХХХ каждый символ Х означает 10 единиц.

В позиционных системах счисления значение любого символа зависит от занимаемой символом позиции в изображении числа. Она является основной в ЦВМ.

Позиционные системы счисления включают определенное количество символов (основание системы счисления), используемых для изображения числа. Основание системы счисления N показывает, во сколько раз «вес» i-го разряда больше (i-1) разряда. Целая часть числа отделяется от дробной части точкой (запятой).

Теоретически, наиболее экономичной системой счисления является система с основанием е = 2,71828..., находящимся между числами 2 и 3.

Во всех современных ЭВМ для представления числовой информации использу­ется двоичная система счисления (при N=2 число различных символов, используемых для записи чисел, ограничено мощностью множества из двух символов: нуль и единица). Приоритет выбора двоичной системы счисления обусловлен:

• более простой реализацией алгоритмов выполнения арифметических и логи­ческих операций;

• более надежной физической реализацией основных логических функций, так как они имеют всего два состояния («0» и «1»);

• экономичностью аппаратурной реализации всех схем ЭВМ.

Кроме двоичной системы счисления широкое распространение получили и производные системы:

• восьмеричная - {0,1,2,3,4,5,6,7}. Она широко использу­ется во многих специализированных ЭВМ;

• шестнадцатеричная - {0,1,2, ...9, А, В, С, D, Е, F}. Здесь символ шестнадцатеричной системы счисления «А» обозначает десятичное число 10, «В» - число 11,..., «F» - число 15;

• двоично-десятичное представление десятичных чисел четырехразрядными двоичными кодами - тетрадами, - {0, 1.....9}.

Восьмеричная и шестнадцатеричная системы счисления являются производны­ми от двоичной, так как 8 = 2³ и 16 = 2⁴. Они используются в основном для более компактного изображения двоичной информации, так как запись значения чисел про­изводится существенно меньшим числом знаков.

В пози­ционных системах каждый символ числа имеет определенный вес, зависящий от позиции символа в последовательности, изображающей число. Позиция символа называется разрядом.

В позиционной системе счисления любое чис­ло можно представить в виде полинома:

A_n = a_m-1N^m-1+a_m-2N^m-2 +…+a₁N¹ + a₀N⁰+…+a_-1N^-1+a_-kN^-k (1.1)

или

где а_i - i-я цифра числа;

k - количество цифр в дробной части числа;

т - количество цифр в целой части числа;

q - основание системы счисления.

Свернутая форма представления чисел имеет вид:

A_n = a_m-1a_m-2…a_ia₀  a_-1a_-2…a_-k (1.2)

Крайняя правая цифра любого числа называется его младшим, или наименьшим, значащим разрядом, а крайняя левая - старшим, или наибольшим, значащим разрядом. Например,

908,81

Старший разряд (с.р.) Младший разряд (м.р.)

В целой части числа показатель степени основания каждого разряда на единицу меньше, чем номер разряда, в котором записана данная цифра.

Рассмотрим числа 908,61₍₁₀₎, 175,61₍₈₎, 1101,11₍₂₎, A1F,96₍₁₆₎ (в скобках указано основание системы счисления, к которой относится заданное число) как суммы вида:

908,61₍₁₀₎ = 9х10² + 0х10¹ + 8х10⁰ + 6х10^-1 + 1х10^-2

175,61₍₈₎ = 1х8² + 7х8¹ +5х8⁰ +6х8^-1 + 1х8^-2.

1101,11₍₂₎ = 1х2³ + 1х2² + 0х2¹ +1х2⁰ +1х2^-1 + 1х2^-2.

A1F,96₍₁₆₎ = (10)х16² + 1х16¹ + (15)х16⁰ + 9х16^-1 + 6х16^-2.

Заметим, что любое число, умноженное на нуль, дает нуль, а любое число, возведенное в степень нуля, равно 1. Например, 0х10¹ = 0; 10⁰ = 1.

В современных ЭВМ для кодирования чисел используются позиционные системы счисления: десятичная, восьмеричная, двоичная, шестнадцатеричная, а также с двоично-кодированными десятичными числами. Соответствие чисел в разных с/с представлено в таблицах 1.1 и 1.2.

Таблица 1.1

Двоично-кодированная десятичная система

Десятичная цифра	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9
Двоично-десятичное изображение	0000	0001	0010	0011	0100	0101	0110	0111	1000	1001

Продолжение табл. 1.1

Шестнадцатиричная цифра	A	B	C	D	E	F
Двоично-десятичное изображение	00010000	00010001	0010010	00010011	00010100	00010101

Таблица 1.2