Главная | Обратная связь | Поможем написать вашу работу!

Двоичная система счисления.

Государственный университет путей сообщения

Министерства путей сообщения российской федерации

(ПГУПС – ЛИЖТ)

Кафедра «Информационные и вычислительные системы»

Методические указания и варианты контрольных работ по курсу «Прикладное программирование и основы микропроцессорной техники»

для студентов специальностей АТ, АС, АР

заочной формы обучения

Санкт-Петербург

Содержание

Программа курса....... 2

Введение..........3

Системы счисления........4

Формы представления чисел в машине.....7

Кодирование чисел в машине.......8

Сложение чисел в машине с фиксированной точкой...9

Микропроцессоры, особенности архитектуры....11

Типовая архитектура микропроцессорной системы...14

Программная модель микропроцессора.....20

Понятие о состоянии процессора. Вектор слова состояния. 21

Система команд простейшего микропроцессора...22

Способы адресации........24

Информационный обмен при реализации команд

различных типов........ 26

Задание на контрольную работу..... 32

Вопросы к экзамену...... 37

Приложение 1.........38

Приложение 2.........42

Целью изучения данной дисциплины является знакомство студентов с архитектурой микропроцессоров и микропроцессорных систем и освоение программирования на языке АССЕМБЛЕР.

В результате изучения дисциплины студенты должны:

1. Иметь представление об архитектуре современных микропроцессоров и микропроцессорных систем.

2. Уметь составлять машинно-оринтированные алгоритмы задач.

3. Знать принципы реализации команд в микропроцессорной системе.

4. Уметь составлять программы на языке АССЕМБЛЕР.

Программа курса.

Машинная арифметика.

Системы счисления. Правила перевода чисел из оной системы счисления в другую. Формы представления чисел в ЭВМ. Кодирование чисел в машине. Сложение чисел с фиксированной точкой.

2. Микропроцессоры. Особенности архитектуры.

Понятия микропроцессора, микропроцессорной системы, микро-ЭВМ, архитектуры микропроцессора. Однокристальные и слайсовые микропроцессоры. Типовая архитектура микропроцессорной системы. Архитектура простейшего микропроцессора, назначение блоков. Обобщенный алгоритм выполнения команды.

3. Изучение системы команд микропроцессора.

Классификация системы команд по назначению, по способам адресации. Информационный обмен при выполнении команд различных типов.

4. Программирование на языке АССЕМБЛЕР.

Правила составления машинно-ориентированных алгоритмов. Понятие листинга программы. Составление простейших программ на языке АССЕМБЛЕР.

Введение

Интенсивное развитие технологий является следствием компьютеризации общества. В формируемом ежегодно в США группой экспертов перечне «критических технологий», охватывающем практически все направления производства, исследований и разработок, оказывающих влияние на военный и экономический статус страны, микроэлектронные технологии традиционно занимают первое место. Выпуск каждой новой модели микропроцессора связан с очередным научным, конструкторским, технологическим прорывом.

Универсальные микропроцессоры широко используются в вычислительных системах: персональных ЭВМ, рабочих станциях, в системах управления, работающих в реальном времени.

Одним из преимуществ микропроцессорных систем является их гибкость, т.к. логика их функционирования определяется программой, хранимой в оперативном или постоянном запоминающем устройстве.

Применение микропроцессорных комплектов в качестве элементной базы позволяет с успехом решать такую важную задачу как снижение стоимости разработки аппаратуры и ее серийного производства.

Для эффективного решения прикладных задач любой современный специалист, профессионально связанный с вычислительной техникой, должен иметь представление о состоянии и перспективах развития ее элементной базы.

Системы счисления

Системы счисления (СС) – это способ представления любого числа посредством некоторого алфавита, символы которого называются цифрами. Для определения любой СС необходимы две составляющие:

- цифры;

- правила их записи.

Все СС делятся на позиционные и непозиционные. В непозиционных СС применяется неограниченное количество цифр, значение цифры не зависит от ее позиции (местоположения) в числе. Примером такой СС является римская СС.

Позиционные СС.

Система счисления называется позиционной, если одна и та же цифра имеет различное значение, которое зависит от ее позиции в числе.

12 – 2 обозначает количество единиц.

21 – 2 обозначает количество десятков.

Любая позиционная системы счисления характеризуется основанием или базисом.

Основание (базис) позиционной СС – это количество знаков или символов, используемых для изображения числа в данной СС.

В ЭВМ используются позиционные СС с базисами 2,8,10,16 (соответственно двоичная, восьмеричная десятичная и шестнадцатеричная СС).

Правило перевода числа из одной СС в другую.

Чтобы перевести целое число из одной позиционной СС в другую, его надо последовательно делить на основание новой СС до тех пор, пока остаток не станет меньше делителя. Число в новой СС записывается из остатков от последовательного деления, причем последний остаток будет старшей цифрой нового числа.

Двоичная система счисления.

Основание – 2. Алфавит состоит из двух цифр – 0 и 1.

Чтобы перевести десятичное целое число в двоичную СС, его делят на основание СС (на 2) до тех пор, пока в остатке не останется 0 или 1.

9 2

8 4 2 9D = 1001B (D – признак десятичной СС;

1 4 2 2 В – признак двоичной СС)

0 2 1 старшая цифра

Перевод правильных дробей.

Для перевода правильных дробей необходимо исходную дробь умножить на основание СС до тех пор, пока в новой дроби не будет нужного количества цифр, которое определяется требуемой точностью вычислений.

0.375 D В 0.375D = 0.011В