Лекции.Орг


Поиск:




Категории:

Астрономия
Биология
География
Другие языки
Интернет
Информатика
История
Культура
Литература
Логика
Математика
Медицина
Механика
Охрана труда
Педагогика
Политика
Право
Психология
Религия
Риторика
Социология
Спорт
Строительство
Технология
Транспорт
Физика
Философия
Финансы
Химия
Экология
Экономика
Электроника

 

 

 

 


Принципи побудови системи числення




Числова інформація в комп'ютерах характеризується:

• системою числення (двійкова, десяткова та іи.);

• видом числа (числа дійсні, комплексні, масиви);.

• типом числа (змішане, ціле, дробове);

• формою представлення числа (місце коми) — з природною (змінного), фік­сованою, плаваючою комами;

• розрядною сіткою і форматом числа;

• діапазоном і точністю подання чисел;

• способом кодування від'ємних чисел — прямим, оберненим та доповняль­ним кодами;

• алгоритмами виконання арифметичних операцій.

Системою числення називається сукупність цифр і правил для записування чисел. Запис числа у деякій системі числення називається його кодом. Усі системи числення поділяють на позиційні й непозиційні. Для запису чисел у позиційній систе­мі числення використовують певну кількість графічних знаків (цифр і букв), які відріз­няються один від одного. Число таких знаків називається основою позиційної си­стеми числення. В комп'ютерах використовують позиційні системи з різною осно­вою.

Систе­ма числення повинна забезпечувати:

• можливість представлення будь-якого числа в заданому діапазоні;

• однозначність, стислість запису числа і простоту виконання арифметичних операцій;

• досягнення високої швидкодії машини в процесі оброблення Інформації.

Число в позиційній системі можна представити поліномом:

де q — основа системи числення; — вага позиції; Î {0, 1…, (q-1)} —цифри в позиціях числа; 0, 1, ... к — номери розрядів цілої частини числа;-1, -2, …, -m номери розрядів дробової частини числа

Позиційні системи з однаковою основою в кожному розряді називаються одно­рідними. Оскільки на значення q немає ніяких обмежень, то теоретично можлива нескінченна множина позиційних систем числення.

На практиці застосовують скорочений запис полінома у вигляді послідов­ності цифр із знаком залежно від типу числа:

· для змішаного числа

;

· для цілого числа

;

· для правильного дробу

.

При однаковій розрядності в системах числення з більшою основою можна записати більше різних чисел.

Достоїнством двійкової системи числення є: простота виконання арифметичних операцій; наявність надійних мікроелектронних схем з двома стійкими станами (тригерів), призначених для зберігання двійкового розряду – цифр 0 або 1. Двійкові цифри називають бітами. У двійково-десятковій системі числення кожна десяткова цифра записується чотирма двійковими розрядами (тетрадами)

Приклад. Запис десяткового числа в двійково-десятковій системі:

Вибір системи числення

У комп'ютерах в основному використовують однорідні позиційні системи чис­лення, при виборі основи qцих систем враховують такі показники:

1. Наявність фізичних елементів для зображення цифр системи у вигляді од­ного із qстанів, наприклад, різниці напруг. Зменшення числа станів спрощує фізичний елемент, тому найбільш сприйнятою є двійкова система.

2. Економічність системи числення. Система з більшою основою qзабезпечує представлення певного числа меншою кількістю розрядів. Але при цьому ускладнюється побудова фізичного елемента з більшим числом станів.

Ефективність системи числення з основою , оцінюється кількістю циф­рових розрядів , необхідних для зображення певного числа з довжиною , тобто . При цьому враховується, що зменшення значення призводить до зменшення електронних схем для представлення чисел в комп'ютерах.

Для представлення будь-якого десяткового числа довжиною, напри­клад використовують цифророзрядів. У двійковій системі для представлення того ж числа (з врахуванням співвідношен­ня ) потрібно мати цифрових розрядів.

Найбільш економічною є система з основою q= 2.73... ≈ 3. Двійкова система економічно поступається трійковій на 5,8%, проте має надійніші фі­зичні елементи. Крім того, для запам'ятовування цифр трійкової системи 0, 1, 2використовують два двійкових фізичних елементи. Із цього виходить, що найефективнішою є двійкова система числення.

3. Трудомісткість і швидкодіявиконання арифметичних операцій. Чим менша основа q, тим менше цифр бере участь в обчисленні даних і тим вища швидкодія комп'ютера. Наприклад, швидкодія машини в двійковій системі перевищує швидкодію в трійковій на 26,2%. а в десятковій — у 2,7 раза.

4. Наявність формального математичного апарату для аналізу і синтезу циф­рових схем. Таким апаратом для двійкових елементів є булева алгебра.

Таким чином, з перерахованих показників видно, що найприйнятнішою для застосування в комп'ютерах є однорідна позиційна двійкова система числення. Двійко-системи числення використовують у великих і середніх комп'ютерах, призначених розв'язання науково-технічних задач з великим об'ємом обчислень і порівняно малою кількістю початкових даних.

Двійково-десяткову систему застосовують для розв'язання економічних задач, характеризуються великим об'ємом вхідних і вихідних даних порівняно з малим об’ємом розрахунків.

Двійково-десяткова система має такі достоїнства:

· не потрібне переведення початкових даних з однієї системи в іншу;

· зручність контролю результатів зображенням їх на екрані дисплея;

· зручність автоматичного контролю через наявність надлишкових кодів у зо­браженні цифр 1010, 1011,…,1111





Поделиться с друзьями:


Дата добавления: 2016-10-23; Мы поможем в написании ваших работ!; просмотров: 565 | Нарушение авторских прав


Поиск на сайте:

Лучшие изречения:

Победа - это еще не все, все - это постоянное желание побеждать. © Винс Ломбарди
==> читать все изречения...

4359 - | 4126 -


© 2015-2026 lektsii.org - Контакты - Последнее добавление

Ген: 0.011 с.