Слайд 1компьютерная схемотехника
это научно-техническая дисциплина, которая изучает теоретические методы анализа
и синтеза схем компьютеров и способы их технической реализации.
компьютерная
схемотехника имеет:
информационные, арифметические, логические и схемотехнические основы
Слайд 2Лекция №2
Основы теории компьютерной схемотехники
Слайд 3Информационные основы компьютерной схемотехники
. Информатика, информация, сигналы и их
представление
Компьютер — это программно управляемая физическая система, предназначенная для
апгоритмической обработки информации, представленной сигналами
Слайд 4
В широком смысле слова информация является отражением реального мира. Информация
— это единственный неубыающий ресурс жизнеобеспечения. Более того: ее объем
в настоящее время удваивается ежегодно. Информация, подготовленная для обработки на компьютерах, называется данными
Слайд 5Информационный процесс
включает в себя такие этапы:
1. сбор информации от
различных источников и представление ее в форме, необходимой для ввода
компьютер;
2. передачу (пересылку) информации от источника к приемнику;
З. хранение — процесс передачи информации во времени;
4. обработку — систематическое выполнение операций над данными;
5. выдачу результата обработки пользователю.
Слайд 6
Структуру и общие свойства информационных процессов изучают в информатике, которая
включает:
• теорию информации;
• алгоритмические, программные и компьютерные средства обработки информации,
Слайд 7
информация передается в виде сообщений, которые представляются последовательностью чисел в
той или иной системе счисления.
процесс отображения информации называется кодированием, а
сообщения, представленные тем или иным кодом, называются дискретными сообщениями.
Название кода определяется системой счисления, используемой для представления сообщений.
Слайд 8
Код – это правило, в соответствии с которым дискретное сообщение
представляется в виде чисел в определенной системе счисления. В цифровой
электронике помимо ДК используются десятичные, восьмеричные и шестнадцатеричные коды.
Слайд 9
В компьютере наименьшей возможной единицей объемной (геометрической) меры информации является
бит. Объем (или емкость) информации вычисляется по количеству двоичных символов
О и 1, записанных в памяти компьютера. При этом возможно только целое число битов в отличие от вероятностного подхода, где может быть и нецелое число.
для удобства использования введены также единицы количества информации, превышающие бит. Так, двоичное слово из восьми символов содержит 1 байт информации, 1024 байт составляют килобайт (Кбайт), 1024 Кбайт — мегабайт (Мбайт) и 1024 Мбайт гигабайт (Гбайт); при этом 1024 = 2*10
Слайд 10Лекция № 3
.
Арифметические основы компьютерной схемотехники
Слайд 11План лекции
.1.Двоичная система счисления.
.2. Шестнадцатеричная система счисления.
.3. Цифровые
коды.Двоичная арифметика.
.4.. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
Слайд 12Системы счисления
Системой счисления называют совокупность приемов и правил для обозначения
и наименования чисел.
Число представляют совокупностью символов, которые называют цифрами.
Каждой
цифре в записи числа однозначно сопоставляется определенное количество,выраженное этой цифрой.
Это количество называют эквивалентом данной цифры.
Слайд 13
Система счисления (СС) - способ записи чисел при помощи определенных
знаков, чаще всего арабских цифр, но иногда и латинских букв,
Основание
СС - определяется числом символов, используемых в системе счисления. Например, двоичная система счисления имеет основание два, десятичная - десять и т. д.
Слайд 14
Непозиционной Систему счисления называют .если каждой цифре в любом месте
записи числа однозначно соответствует один итот же количественный эквивалент
( римская
нумерация:I ,II ,III IY ,Y ,YI…….IX , X , XI)
Слайд 15
Позиционной Систему счисления называют позиционной если одной и той
же цифре соответствуют различные количественные эквивалентиы в зависимости от номера
местоположения (разряда) этой цифры в записи числа
(десятичная система :цифры-1,2,3,4,5,6,7,9.0,
Числа 10б, 310 , 5613)
Слайд 16
В общем любое число можно представить в виде выражения
где m
и n - пределы изменения показателя. m определяет точность
представления числа, n определяет максимальный диапазон представляемых чисел
Слайд 17
X - основание системы счисления
а -
цифра
j -номер позиции(разряд)
Обозначение системы счисления:
D -десятичная, основание
10
В - двоичная, основание 2
Н -шестнадцатиричная, основание 16
Слайд 18Структура числа позиционных систем
Десятичная система счисления
Основание системы -10
156 = 1х10*2 + 5х10*1+6х10*0
156 –число
1, 5, 6,цифры
(о,1,2,3,4,5,6,7,8,9)
10*2 сотни
10*1 десятки
10*0 вес разряда единицы
100+50+6=156
Слайд 19Двоичная система счисления.
Двоичная система счисления (система счисления с основанием 2)
является позиционной системой, аналогичной десятичной системе счисления, в которой положение
разряда определяется степенью основания, используемого в качестве множителя данного разряда
. Цифры двоичной системы : 0 ,1
Слайд 20
В цифровой (компьютерной) электронике используются цифровые сигналы, которые принимают один
из двух уровней (значений): низкий и высокий. Низкий уровень сигнала
называют нулевым (нулем), а высокий - единичным (единицей). Такое представление сигналов имеет место в так называемой “положительной логике”. Иногда используется “отрицательная логика”, в которой низкий уровень сигнала называют единицей, а высокий - нулем.
Слайд 21
В случае двоичной системы счисления число представляется в виде
Пример: 28=1*2+1*2+1*2+0*2+0*2Будем
называть каждую цифру в представлении числа разрядом
Слайд 22Шестнадцатеричная система счисления
Шестнадцатеричная система счисления применяется для сокращения записи
двоичных чисел. Как и десятичная является позиционной.
Каждые соседние 4 разряда
в двоичной записи числа представляются в виде одного 16-ричного разряда.
Для представления чисел от 10 до 15 применяются буквы от A до F.
Слайд 23
позиционная система
, аналогичной десятичной системе счисления, в которой положение разряда
определяется степенью основания, используемого в качестве множителя данного разряда
основание системы
счисления 16
Цифры:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9, A,B,C,D,E,F
Слайд 24
Шестнадцатеричное представление наилучшим образом соответствует байтовой структуре ЭВМ (1 байт
= 8 бит).
Один байт представляется в виде 2 шестнадцатеричных
цифр.
Чтобы преобразовать число из двоичной кода в шестнадцатеричный необходимо разбить код числа на группы из 4 бит начиная с младшего разряда и представить каждую группу в виде одной шестнадцатеричной цифры.
Чтобы преобразовать число из шестнадцатеричного кода в двоичный необходимо последовательно записать каждую шестнадцатеричную цифру в виде 4 двоичных разрядов
Слайд 25преобразованиe числа
Для преобразования числа из десятичной системы счисления в двоичную
необходимо последовательно делить заданное число на 2 и формировать результат
из остатков деления начиная с младшего разряда.Пример: (125)= 1111101B
125 / 2 = 62 + 1
62 / 2 = 31 + 0
31 / 2 = 15 + 1
15 / 2 = 7 + 1
7 / 2 = 3 + 1
3 / 2 = 1 + 1
1 / 2 = 0 + 1
1х2*6+1х2*5+1х2*4+1х2*3+1х2*2+0х2*1+1х2*0=
64 + 32 + 16 +8 +4 +0 +1 =125D
Слайд 26
32 0 0 4
36= 1х 2*5 + 0х2*4 + 0х2*3 + 1х2*2 +
0 0
0х2*1
+ 0х2*0 =100100
Десятичная Двоичная
36 D = 100100 B
Слайд 27
11101001=
1х2*7 + 1х2*6 + 1х2*5 + 0х2*4 + 1х2*3 +
0х2*2 + 0х2*1 +1х2*0 =
128 + 64 + 32 +
0 + 8 + 0 + 0 + 1 = 233
Двоичная Десятичная
11101001 B 233D
Слайд 29
11001111000110100B = 1 1001 1110 0011 0100B = 19E34H
Перевод из 16-ти ричной системы
в десятичную
34H=3*16 +4*1=52D
примеры
57d =
b = h
1101b = d = h
68h = b = d