- •Министерство образования и науки украины
- •Содержание
- •1. Основы автоматической обработки информации 4
- •2. Персональный компьютер 25
- •Основы автоматической обработки информации
- •Средства вычислительной техники
- •Моделирование как метод исследования
- •Аналоговые средства исследования моделей
- •Цифровые средства исследования моделей
- •Арифметические и логические основы цифровых вычислительных машин
- •Элементы теории информации
- •Способы кодирования информации в цвм
- •Следовательно, слово мама будет представлено в памяти в виде 1000110010000001000110010000000 и для этого потребуется 32 бита (8 байт) памяти
- •Машинная арифметика
- •Логические основы и элементная база цвм
- •Одноразрядный двоичный cумматор
- •Архитектура электронных цифровых вычислительных машин
- •Обобщенная структурная схема эвм
- •Основные устройства
- •Персональный компьютер
- •Структура персонального компьютера
- •Системный блок
- •Корпус системного блока
- •Материнская плата
- •Процессоры
- •Источник питания
- •Дополнительные устройства материнской платы
- •Накопители
- •Управление обменом данными
- •Видеосистемы
- •Монитор
- •Видеоадаптеры
- •Периферийные устройства
- •Устройства ввода
- •Устройства вывода
- •Операционная система ms dos
- •Устройства памяти на магнитных дисках
- •Копирование файлов
- •Специальные (стартовые) файлы ms dos
- •Использование клавиатуры пэвм
- •Организация файловой системы, управление работой с файлами
- •Имена файлов
- •Использование "множественных" символов
- •Директории
- •Команды ms dos
- •Команда [опции..]
- •Операционная оболочка norton commander
- •Основное меню
- •Меню команд
- •Команды основной строки меню команд
- •Команды альтернативной строки меню команд
- •Запуск программ, групповые операции
- •Операционная система Windows 95
- •Рабочий стол
- •Файловая системаWindows 95
- •Проводник
- •Методы работы вWindows 95
- •Завершение работы с windows 95
- •Рабочий столWindows 95
- •Выполнение программ и работа с документами
- •Файловая структураWindows 95
- •Работа с логическими дисками, папками и файлами, программа проводник
- •Работа с файлами
- •Удаление файлов и папок
Следовательно, слово мама будет представлено в памяти в виде 1000110010000001000110010000000 и для этого потребуется 32 бита (8 байт) памяти
Машинная арифметика
Способы изображения числовой информации в ЦВМ тесно связаны с организацией выполнения арифметических действий над этими изображениями чисел.
Операция умножения может выполняться как ряд последовательных сложений и сдвигов двоичных кодов чисел, а операция деления - как последовательность вычитаний, поэтому можно предположить, что четыре действия арифметики в ЦВМ можно свести лишь к двум: сложению и вычитанию и некоторым вспомогательным действиям над кодами, например сдвигам. Если же найти метод, позволяющий осуществлять операцию вычитания с помощью сложения (в сочетании с некоторой предварительной подготовкой чисел, участвующих в операции), то вычислительный процесс можно свести к последовательности сложений и преобразований операндов (кодов чисел, участвующих в операциях), т. е. выполнять все арифметические действия с помощью схемы, реализующей сложение (сумматора), и ряда вспомогательных схем (для преобразования кодов, их сдвигов).
Одним из достоинств двоичной системы счисления является возможность простой реализации не только сумматоров, но и схем, осуществляющих преобразования кодов из одной формы в другую, что позволяет практически осуществить выполнение всех арифметических операций с помощью операции суммирования кодов операндов.
Для изображения знака мантиссы и знака порядка числа в ЦВМ используются двоичные цифры 1 и 0. Например, знак “минус” изображается как “1”, знак “плюс” - как “0”. Так, число - 7 в ячейке памяти записывается как 1,111 , а число +7 - как 0,111 (запятая в ячейке никак не представлена и приведена здесь для удобства изложения) .
Такой способ записи положительных и отрицательных двоичных чисел называется прямым кодом. Он может использоваться для выполнения на сумматоре операций сложения положительных чисел и умножения чисел с произвольными знаками на основании правил двоичного сложения и умножения. Для реализации с помощью двоичного сумматора операций сложения чисел, имеющих разные знаки, разработаны специальные коды: дополнительный и обратный.
Идея состоит в том, что операцию вычитания чисел, записанных в любой позиционной системе счисления, можно заменить операцией сложения уменьшаемого с алгебраическим дополнением вычитаемого. Например, операцию 53 - 23 = 30 можно заменить операцией
53 +
77 130
Очевидно, что если не учитывать старшую единицу результата, то ответ получится правильным (30) . Как следует из примера, такая замена операций вычитания сложением связана с поиском алгебраического дополнения отрицательного числа, что в свою очередь требует реализации операции вычитания (в нашем примере 100 - 23 = 77) .
Это противоречие легко устраняется в двоичной системе счисления, где алгебраическое дополнение числа можно получить путем простого преобразования прямого кода отрицательного числа. Опуская доказательство, можно сказать, что обратный код отрицательного числа можно получить путем замены всех значащих цифр его мантиссы на противоположные, т. е. нулей - единицами, а единиц - нулями.
Например, обратный код отрицательного числа -0,1010110 имеет вид 1,0101001. Дополнительный код этого числа отличается от обратного тем, что в младший разряд обратного кода добавляется единица, т. е.
1,0101001 |
+ |
1 |
1,0101010 |
Пусть, например, необходимо осуществить операцию вычитания двоичных чисел 0,1110101 и 0,1010101 с помощью операции суммирования кодов. По правилам действий над двоичными числами
_ 0,1110101 |
0,1010101 |
0,0100000 |
Прямой код
|
Дополнительный код |
0,1110101 |
0,1110101 |
|
+ |
1,1010101 |
1,0101011 |
|
10,0100000 |
0 +0 = 0
+ х + = + 1 +0 = 1 т. е.
+ х - = - 0 +1 = 1
- х + = - 1 +1 =10
- х - = +