Operacje arytmetyczne

Podobne dokumenty
B.B. 2. Sumowanie rozpoczynamy od ostatniej kolumny. Sumujemy cyfry w kolumnie zgodnie z podaną tabelką zapisując wynik pod kreską:

Operacje arytmetyczne w systemie dwójkowym

Arytmetyka komputera. Na podstawie podręcznika Urządzenia techniki komputerowej Tomasza Marciniuka. Opracował: Kamil Kowalski klasa III TI

Pracownia Komputerowa wykład IV

Pracownia Komputerowa wyk ad IV

System liczbowy jest zbiorem reguł określających jednolity sposób zapisu i nazewnictwa liczb.

1. Operacje logiczne A B A OR B

Dodawanie liczb binarnych

Kod U2 Opracował: Andrzej Nowak

LABORATORIUM PROCESORY SYGNAŁOWE W AUTOMATYCE PRZEMYSŁOWEJ. Zasady arytmetyki stałoprzecinkowej oraz operacji arytmetycznych w formatach Q

Kod uzupełnień do dwóch jest najczęściej stosowanym systemem zapisu liczb ujemnych wśród systemów binarnych.

Systemy zapisu liczb.

Arytmetyka stałopozycyjna

System Liczbowe. Szesnastkowy ( heksadecymalny)

Wprowadzenie do architektury komputerów systemy liczbowe, operacje arytmetyczne i logiczne

ARYTMETYKA BINARNA. Dziesiątkowy system pozycyjny nie jest jedynym sposobem kodowania liczb z jakim mamy na co dzień do czynienia.

Kod znak-moduł. Wartość liczby wynosi. Reprezentacja liczb w kodzie ZM w 8-bitowym formacie:

Wprowadzenie do informatyki ćwiczenia

Arytmetyka liczb binarnych

Zestaw 3. - Zapis liczb binarnych ze znakiem 1

Przedmiot: Urządzenia techniki komputerowej Nauczyciel: Mirosław Ruciński

Samodzielnie wykonaj następujące operacje: 13 / 2 = 30 / 5 = 73 / 15 = 15 / 23 = 13 % 2 = 30 % 5 = 73 % 15 = 15 % 23 =

ARCHITEKTURA SYSTEMÓW KOMPUTEROWYCH

Pracownia Komputerowa wykład V

Podstawy Informatyki

SYSTEMY LICZBOWE. Zapis w systemie dziesiętnym

Arytmetyka binarna - wykład 6

SYSTEMY LICZBOWE 275,538 =

Systemem liczenia systemach addytywnych !!" Pozycyjny system liczbowy podstawą systemu pozycyjnego

Systemy liczbowe. 1. Przedstawić w postaci sumy wag poszczególnych cyfr liczbę rzeczywistą R = (10).

Plan wyk ladu. Kodowanie informacji. Systemy addytywne. Definicja i klasyfikacja. Systemy liczbowe. prof. dr hab. inż.

Systemem liczenia systemach addytywnych !!" Pozycyjny system liczbowy podstawą systemu pozycyjnego

Projekt współfinansowany przez Unię Europejską w ramach Europejskiego Funduszu Społecznego

ARCHITEKRURA KOMPUTERÓW Kodowanie liczb ze znakiem

Wstęp do Informatyki

DZIESIĘTNY SYSTEM LICZBOWY

Wstęp do informatyki- wykład 1 Systemy liczbowe

Systemy liczbowe używane w technice komputerowej

Podstawowe operacje arytmetyczne i logiczne dla liczb binarnych

Stan wysoki (H) i stan niski (L)

1.1. Pozycyjne systemy liczbowe

MNOŻENIE W SYSTEMACH UZUPEŁNIENIOWYCH PEŁNYCH (algorytm uniwersalny)

Wykład 2. Informatyka Stosowana. 9 października Informatyka Stosowana Wykład 2 9 października / 42

Wykład 2. Informatyka Stosowana. 10 października Informatyka Stosowana Wykład 2 10 października / 42

Podstawy Informatyki. Inżynieria Ciepła, I rok. Wykład 5 Liczby w komputerze

RODZAJE INFORMACJI. Informacje analogowe. Informacje cyfrowe. U(t) U(t) Umax. Umax. R=(0,Umax) nieskończony zbiór możliwych wartości. Umax.

Plan wykładu. Architektura systemów komputerowych. MnoŜenie realizacja sprzętowa (wersja 1) Układy mnoŝące liczby całkowite.

DYDAKTYKA ZAGADNIENIA CYFROWE ZAGADNIENIA CYFROWE

Wstęp do programowania. Reprezentacje liczb. Liczby naturalne, całkowite i rzeczywiste w układzie binarnym

Dr inż. Grażyna KRUPIŃSKA. D-10 pokój 227 WYKŁAD 2 WSTĘP DO INFORMATYKI

Naturalny kod binarny (NKB)

Pozycyjny system liczbowy

Architektura systemów komputerowych. Poziom układów logicznych. Układy mnoŝące i dzielące

Teoretyczne Podstawy Informatyki

Pracownia Komputerowa wyk ad V

Operatory AND, OR, NOT, XOR Opracował: Andrzej Nowak Bibliografia:

Cyfrowy zapis informacji. 5 grudnia 2013 Wojciech Kucewicz 2

...o. 2. ZARYS ORGANIZACJI MASZYNY TYPOWEJ

przeniesienie pożyczka

Architektura komputerów

Pracownia Komputerowa wykład VI

Wprowadzenie do informatyki - ć wiczenia

L6.1 Systemy liczenia stosowane w informatyce

Systemy liczbowe. Bibliografia: Urządzenia techniki komputerowej, K. Wojtuszkiewicz

12. Wprowadzenie Sygnały techniki cyfrowej Systemy liczbowe. Matematyka: Elektronika:

Wstęp do informatyki- wykład 2

1259 (10) = 1 * * * * 100 = 1 * * * *1

Dla człowieka naturalnym sposobem liczenia jest korzystanie z systemu dziesiętnego, dla komputera natomiast korzystanie z zapisu dwójkowego

Układy arytmetyczne. Joanna Ledzińska III rok EiT AGH 2011

Podstawy Informatyki

Zapis liczb binarnych ze znakiem

Technologie Informacyjne

Metody numeryczne II. Reprezentacja liczb

Technologie Informacyjne Wykład 4

ARCHITEKTURA KOMPUTERÓW Liczby zmiennoprzecinkowe

Kodowanie informacji. Kody liczbowe

Reprezentacja stałoprzecinkowa. Reprezentacja zmiennoprzecinkowa zapis zmiennoprzecinkowy liczby rzeczywistej

Wprowadzenie do informatyki - ć wiczenia

ARCHITEKTURA KOMPUTERÓW Systemy liczbowe

Architektura komputerów

Moduł 2 Zastosowanie systemów liczbowych w informacji cyfrowej

Znaki w tym systemie odpowiadają następującym liczbom: I=1, V=5, X=10, L=50, C=100, D=500, M=1000

Ćwiczenie nr 3. Wyświetlanie i wczytywanie danych

Informatyka kodowanie liczb. dr hab. inż. Mikołaj Morzy

Podstawy Systemów Liczbowych

UKŁADY MIKROPROCESOROWE

Adam Korzeniewski p Katedra Systemów Multimedialnych

Adam Korzeniewski p Katedra Systemów Multimedialnych

Języki i metodyka programowania. Reprezentacja danych w systemach komputerowych

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki. sem. II - wykłady M. Czyżak

Wielkości liczbowe. Wykład z Podstaw Informatyki dla I roku BO. Piotr Mika

Urządzenia Techniki. Klasa I TI. System dwójkowy (binarny) -> BIN. Przykład zamiany liczby dziesiętnej na binarną (DEC -> BIN):

LICZBY ZMIENNOPRZECINKOWE

Kodowanie liczb całkowitych w systemach komputerowych

Techniki multimedialne

Wielkości liczbowe. Wykład z Podstaw Informatyki. Piotr Mika

Luty 2001 Algorytmy (7) 2000/2001

Informatyka 1. Wykład nr 5 ( ) Politechnika Białostocka. - Wydział Elektryczny. dr inŝ. Jarosław Forenc

Zwykle liczby rzeczywiste przedstawia się w notacji naukowej :

Wstęp do informatyki. Pojęcie liczebności. Zapis liczb. Liczenie bez liczebników. Podstawy arytmetyki komputerowej. Cezary Bolek

Transkrypt:

PODSTAWY TEORII UKŁADÓW CYFROWYCH Operacje arytmetyczne Bibliografia: Urządzenia techniki komputerowej, K. Wojtuszkiewicz http://pl.wikipedia.org/ Dodawanie dwójkowe Opracował: Andrzej Nowak Ostatni wynik należy rozumieć następująco: 1 + 1 daje 0 w bieżącej kolumnie i przeniesienie (ang. carry) jedynki do następnej kolumny. Przeniesienie dodawane jest do cyfry w następnej kolumnie - zupełnie tak samo postępujemy w systemie dziesiętnym, gdy wynik sumowania cyfr przekracza dziewięć. Jeśli liczby binarne są zapisywane ze stałym formatem (np. 8 bitów), to może się zdarzyć, iż wynik dodawania nie zmieści się w dozwolonym zakresie liczb. Sytuacja taka nazywa się nadmiarem (ang. overflow). Wynik dodawania jest liczbą 5 bitową i nie mieści się w 4 bitach. Jeśli ograniczymy go do 4 bitów, to otrzymamy wartość 0. Wystąpił nadmiar. Wynik został obcięty do reszty z dzielenia przez 16. Zapamiętaj: Nadmiar jest przekroczeniem górnej granicy zakresu liczb. Dla liczb naturalnych mamy do czynienia z nadmiarem, gdy pojawi się przeniesienie poza najstarszą pozycję liczby.

Dodawanie dwójkowe stałoprzecinkowe W identyczny sposób dodajemy liczby stałoprzecinkowe. Należy tylko pamiętać o ustawieniu przecinków w jednej kolumnie i dopisaniu w razie konieczności zer na początku części całkowitych i na końcu części ułamkowych: Odejmowanie dwójkowe Ostatni zapis należy rozumieć jako: 0-1 daje w bieżącej kolumnie 1 i pożyczkę (ang. borrow) do następnej kolumny. Pożyczka jest odejmowana od cyfr w następnej kolumnie Przy odejmowaniu wynik może być liczbą ujemną. Ponieważ omówione systemy zapisu liczb binarnych nie uwzględniają jeszcze liczb ujemnych, to w takim przypadku wystąpi sytuacja zwana niedomiarem (ang. underflow). Liczba -1 leży poza zakresem liczb dla kodu 4 bitowego. Dlatego nie może w tym kodzie być przedstawiona prawidłowo i otrzymujemy wynik równy 15. Wiodące jedynki powstają w tym przypadku w nieskończoność, co zostało zaznaczone trzema kropeczkami na początku wyniku odejmowania. Zapamiętaj: Niedomiar jest przekroczeniem dolnej granicy zakresu liczb. Dla liczb naturalnych mamy do czynienia z niedomiarem, gdy pojawi się pożyczka poza najstarszą pozycję liczby.

Mnożenie dwójkowe Mnożenie binarne wykonujemy identycznie jak w systemie dziesiętnym - przemnażamy mnożną przez każdą cyfrę mnożnika zapisując wyniki tego mnożenia odpowiednio przesunięte. Następnie wykonujemy dodawanie zgodnie z opisanym wcześniej schematem: W systemie dwójkowym wynik mnożenia jest równy 1 tylko wtedy, gdy obie mnożone cyfry mają wartość 1. W każdym innym przypadku otrzymujemy wartość 0. Pozwala to znacznie uprościć schemat mnożenia. Mnożną umieszczamy tylko w tych kolumnach, w których w mnożniku występują cyfry 1. Pozostałe kolumny pomijamy: Mnożenie liczb stałopozycyjnych wykonujemy w identyczny sposób, lecz musimy pamiętać, aby przy wyniku oddzielić odpowiednią ilość cyfr ułamkowych przecinkiem - ilość ta jest sumą liczby miejsc po przecinku mnożnej i mnożnika - tak samo jak w systemie dziesiętnym.

Dzielenie dwójkowe Dzielenie binarne jest najbardziej skomplikowaną operacją arytmetyczną z dotychczas opisywanych. Wymyślono wiele algorytmów efektywnego dzielenia, ale dla potrzeb tego opracowania wystarczy znany wam algorytm szkolny, który polega na cyklicznym odejmowaniu odpowiednio przesuniętego dzielnika od dzielnej. W systemie dwójkowym jest to szczególnie proste, ponieważ dzielnika nie musimy mnożyć. Zadanie Podzielimy liczbę 1110 (2) przez 11 (2) (14 : 3). 1. Przesuwamy w lewo dzielnik, aż zrówna się jego najstarszy, niezerowy bit z najstarszym, niezerowym bitem dzielnej. Nad dzielną rysujemy kreseczkę: 2. Jeśli dzielnik da się odjąć od dzielnej bez niedomiaru, to nad kreską w kolumnie najmłodszego bitu dzielnika wpisujemy 1 i wykonujemy odejmowanie: 3. Dzielnik przesuwamy o jeden bit w prawo i próbujemy tego samego z otrzymaną różnicą. Jeśli odejmowanie jest możliwe, to nad kreską w następnej kolumnie dopisujemy 1, odejmujemy dzielnik od różnicy, przesuwamy go o 1 bit w prawo i kontynuujemy. Jeśli odejmowanie nie jest możliwe, to dopisujemy nad kreską 0, przesuwamy dzielnik o 1 bit w prawo i kontynuujemy

4. Operacje te wykonujemy dotąd, aż dzielnik osiągnie swoją pierwotną wartość. Pozostała dzielna jest resztą z dzielenia W naszym przykładzie otrzymaliśmy wynik 100 (2) i resztę 10 (2). Jest to wynik poprawny, gdyż 3 mieści się w 14 cztery razy i pozostaje reszta 2. Zadanie podzielmy liczbę 110101101 (2) przez 111 (2) (429 przez 7) Odpowiedź: 110101101 (2) : 111 (2) = 111101 (2) - reszta 10 (2) (429 : 7 = 61 - reszta 2).