 |
Назначение микропроцессора.
|
|
|
|
Процессор – ус-во, выполняющее команды программы и осуществляющее процесс об-работки данных.
Процессор дешифрирует и выполняет ко-манды программы. Организует обращение к внутренней памяти (ОП, ПП), восприни-мает и обрабатывает прерывания. Проц. осуществляет управление взаимодействия всех устройств, входящих в состав ЭВМ.
Прямо, обратный, дополнительный коды.
Прямой код.
Для получения прямого кода числа в 2СС необходимо преобразовать его из любой СС в двоичную СС.
У положительных чисел в знаковом разря- де записывается – 0, у отрицательных – 1.
Пример:
+18 зн 64 32 16 8 4 2 1
7 6 5 4 3 2 1 0
0 0 0 1 0 0 1 0 ПК – прямой код
-18 1 0 0 1 0 0 1 0 ПК
Недостаток: при выполнении арифметиче-ской операции (сложение) для определения знака результата надо найти большее по модулю число.
Обратный код.
Обратный код числа G определяется по формуле:
Gобр.= Gпр., если G ≥ 0
Gобр.= B - |G|, если G < 0
B = 2n-1, где n – разрядная сетка.
Для получения обратного кода двоичного отрицательного числа следует проинверти-ровать разряды модуля числа (в знаковом разряде 1).
Недостаток: В ОК существует два нуля: по-ложительный 0 (+0 00000000) и отрицате-льный 0 (-0 11111111).
Пример:
+18 7 6 5 4 3 2 1 0
0 0 0 1 0 0 1 0 ПК=ОК
-18 7 6 5 4 3 2 1 0
1 0 0 1 0 0 1 0 ПК
1 1 1 0 1 1 0 1 ОК
Дополнительный код.
ДК можно получить по формуле:
Gдоп. = Gпр., если G ≥ 0
Gдоп. = B - |G| + 1, если G < 0
Чтобы получить ДК двоичного отрицате-льного числа надо к ОК прибавить 1.
Целые данные со знаком хранятся и обра-батываются в в дополнительном коде.
Пример:
+18 7 6 5 4 3 2 1 0
0 0 0 1 0 0 1 0 ПК=ОК=ДК
-18 7 6 5 4 3 2 1 0
1 0 0 1 0 0 1 0 ПК
1 1 1 0 1 1 0 1 ОК
+ 1
1 1 1 0 1 1 1 0 ДК
Е Е
Gдоп. = B - |G| + 1
Разрядная сетка 8 бит
B = 2n - 1 = 28 - 1 = 25510 = FF16
_255 16
16 15
_95
15 G =-1810 = 12
_18 16
16 1
2 Gдоп. = B - |G| +1 = FF – 12 + 1 = EE
|
|
|
Для преобразования двоичного отрицате-льного числа, представленного в ДК, в прямой код надо из ДК получить ОК, про-инвертировав разряды модулей числа. К полученному ОК прибавить 1. Прямой двоичный код преобразовать в 10СС по формуле разложения.
Пример:
Е916 1 1 1 0 1 0 0 1 ДК
1 0 0 1 0 1 1 0 ОК
+0 0 0 0 0 0 0 1
1 0 0 1 0 1 1 1 ПК – 2310
6 5 4 3 2 1 0
0 0 1 0 1 1 1 = 0-26+0*25+1*24+0*23+ +1*22+1*21+1*20 = 0+0+16+0+4+2+1 = 23
Типы данных. Целые числа.
1) Целые данные без знака.
– формат “ байт без знака ”.
Структура
7 6 5 4 3 2 1 0
| Модуль числа |
0–255
Диапазон 0–2n-1
– формат “ слово без знака ”.
Структура
15 0
| Модуль числа |
0–65535
Диапазон: 0–2n-1 =
= 65536-1
– формат “ двойное слово ”.
Структура
31 0
| модуль числа |
0–232-1
Диапазон: 0–2n-1
2) Целые данные со знаком.
Представление таких данных и выполнение операций производится в ДК. Под знак отводится старший разряд, “+” кодируется 0, “-“ – 1.
– формат “ байт со знаком ”.
Структура
7 6 5 4 3 2 1 0
| зн | модуль числа |
Диапазон: -2n-1–2n-1-1
-28-1 – 28-1-1 -128–127
– формат “ слово со знаком ” (целое слово).
Структура
15 14 0
| зн | модуль числа |
Диапазон: -216-1 – 216-1-1
-32768 – 32767
– формат “двойное слово” (короткое целое число).
Структура
31 30 0
| зн | модуль числа |
Диапазон: -232-1 – 232-1-1
– формат “длинное целое число”.
Структура
63 62 0
| зн | модуль числа |
Диапазон: -264-1 – 264-1-1
Целые числа обрабатываются централь- ным процессором CPU.
Пример:
-202 зн 16 8 4 2 1
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 ПК
1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 ОК
+ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1
1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 ДК
Типы данных. Вещественные числа.
Структура:
- знак числа (старший разряд); 0 – “+”, 1 – “-”.
- характеристика (смещенный порядок); Е.
Е = Р + Рсмещение.
Р – порядок числа, Рсмещение – смещение.
Рсмещение = 2n-1-1, где n – кол-во разрядов, выделяемых в формате числа для харак-теристики.
- мантисса – содержит разряды числа.
Мантисса записывается в нормализован- ном виде: 1≤M<2 1.XXXX…
|
|
|
При этом стоящая перед точкой “1” в фо-рмате КВ и ДВ не указывается в поле ма-нтиссы.
а) Формат “КВ”.
- разрядность числа: 32 бита.
- знак – один бит № 31.
- характеристика – 8 разрядов:
Рсм = 2n-1-1 = 28-1-1 = 27-1 = 127
- мантисса 23 разряда.
- диапазон ±10±38
б) Формат “ДВ”.
- разрядность числа: 64 бита.
- знак – один бит № 63.
- характеристика – 11 разрядов:
Рсм = 2n-1-1 = 211-1-1 = 210-1 = 1023
- мантисса 52 разряда.
- диапазон ±10±308
в) Формат “РВ”.
- разрядность числа: 80 бита.
- знак – один бит № 79.
- характеристика – 15 разрядов:
Рсм = 2n-1-1 = 215-1-1 = 214-1 = 16383
- мантисса 64 разряда.
- диапазон ±10±4932
Пример: Представить число -12,25 в формате КВ.
1)Преобразовать в 2СС:
_12 2 0,25 0,5
12 6 2 Х 2 Х 2
0 6 3 2 0,5 1
0 2 1 3 2 1 0 -1 -2
1 8 4 2 1 0,5 0,25
-12,25 = -1 1 0 0, 0 12
2)Нормализовать число:
-1100,012*20 = -1, 10001 *2+3 – Р
мантисса
3)Получить характеристику:
Е = Р + Рсм = +3 + 127 = 130 = 10000010
4)Записать число:
Зн|характеристика|мантисса
1 1 0 0 0 0 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0…0
С 1 4 4
С1440000h
Пример: Преобразовать КВ из 2СС в 10СС.
С1440000h
зн|характеристика|мантисса
1 1 0 0 0 0 0 1 0 100010000…0
P = E - 127 = 130 - 127 = +3
-1,1000100…0*2+3 = -1100,0100…0*20 = 12,2510.
Вещественные числа обрабатываются со-процессором (NPU).
|
|
|
