WWW.DISSERS.RU

БЕСПЛАТНАЯ ЭЛЕКТРОННАЯ БИБЛИОТЕКА

   Добро пожаловать!

Pages:     | 1 | 2 || 4 |

Если “плавающая” точка расположена в мантиссе перед первой значащей цифрой, то при фиксированном количестве разрядов, отведённых под мантиссу, обеспечивается запись максимального количества значащих цифр числа, то есть максимальная точность представления числа в машине. Из этого следует:

Мантисса должна быть правильной дробью, первая цифра которой отлична от нуля: M из [0.1, 1).

Такое, наиболее выгодное для компьютера, представление вещественных чисел называется нормализованным.

Мантиссу и порядок q-ичного числа принято записывать в системе с основанием q, а само основание — в десятичной системе.

Примеры нормализованного представления:

Десятичная система                 Двоичная система

753.15 = 0.75315*103;          -101.01 = -0.10101*211 (порядок 112 = 310)

-0.000034 = -0.34*10-4;         -0.000011 = 0.11*2-100 (порядок -1002 = -410)

Вещественные числа в компьютерах различных типов записываются по-разному. При этом компьютер обычно предоставляет программисту возможность выбора из нескольких числовых форматов наиболее подходящего для конкретной задачи — с использованием четырех, шести, восьми или десяти байтов.

В качестве примера приведем характеристики форматов вещественных чисел, используемых IBM-совместимыми персональными компьютерами:

Форматы вещественных чисел

Размер в байтах

Примерный диапазон абсолютных значений

Количество значащих десятичных цифр

Одинарный

4

10–45 … 1038

7 или 8

Вещественный

6

10–39 … 1038

11 или 12

Двойной

8

10–324 … 10308

15 или 16

Расширенный

10

10–4932 … 104932

19 или 20

Из этой таблицы видно, что форма представления чисел с плавающей точкой позволяет записывать числа с высокой точностью и из весьма широкого диапазона.

При хранении числа с плавающей точкой отводятся разряды для мантиссы, порядка, знака числа и знака порядка:

· Чем больше разрядов отводится под запись мантиссы, тем выше точность представления числа.

· Чем больше разрядов занимает порядок, тем шире диапазон от наименьшего отличного от нуля числа до наибольшего числа, представимого в машине при заданном формате.

Покажем на примерах, как записываются некоторые числа в нормализованном виде в четырехбайтовом формате с семью разрядами для записи порядка.

1. Число 6.2510 = 110.012 = 0,11001•211 :

2. Число –0.12510 = –0.0012 = –0.1*2–10 (отрицательный порядок записан в дополнительном коде):

4.14. Как компьютер выполняет арифметические действия над нормализованными числами

К началу выполнения арифметического действия операнды операции помещаются в соответствующие регистры АЛУ.

Сложение и вычитание

При сложении и вычитании сначала производится подготовительная операция, называемая выравниванием порядков.

В процессе выравнивания порядков мантисса числа с меньшим порядком сдвигается в своем регистре вправо на количество разрядов, равное разности порядков операндов. После каждого сдвига порядок увеличивается на единицу.

В результате выравнивания порядков одноименные разряды чисел оказываются расположенными в соответствующих разрядах обоих регистров, после чего мантиссы складываются или вычитаются.

В случае необходимости полученный результат нормализуется путем сдвига мантиссы результата влево. После каждого сдвига влево порядок результата уменьшается на единицу.

Пример 1. Сложить двоичные нормализованные числа 0.10111•2–1 и 0.11011*210. Разность порядков слагаемых здесь равна трем, поэтому перед сложением мантисса первого числа сдвигается на три разряда вправо:

Пример 2. Выполнить вычитание двоичных нормализованных чисел 0.10101*210 и 0.11101*21. Разность порядков уменьшаемого и вычитаемого здесь равна единице, поэтому перед вычитанием мантисса второго числа сдвигается на один разряд вправо:

Результат получился не нормализованным, поэтому его мантисса сдвигается влево на два разряда с соответствующим уменьшением порядка на две единицы: 0.1101*20.

Умножение

При умножении двух нормализованных чисел их порядки складываются, а мантиссы перемножаются.

Пример 3. Выполнить умножение двоичных нормализованных чисел:

(0.11101*2101)*(0.1001*211) = (0.11101*0.1001)* 2(101+11) = 0.100000101*21000.

Деление

При делении двух нормализованных чисел из порядка делимого вычитается порядок делителя, а мантисса делимого делится на мантиссу делителя. Затем в случае необходимости полученный результат нормализуется.

Пример 4. Выполнить деление двоичных нормализованных чисел:

0.1111*2100 : 0.101*211 = (0.1111 : 0.101) * 2(100–11) = 1.1*21 = 0.11•210.

Использование представления чисел с плавающей точкой существенно усложняет схему арифметико-логического устройства.

4.15. Упражнения

4.1. Используя Правило Счета, запишите первые 20 целых чисел в десятичной, двоичной, троичной, пятеричной и восьмеричной системах счисления.
[ Ответ ]

4.2. Какие целые числа следуют за числами:

а) 12;

е) 18;

п) F16;

б) 1012;

ж) 78;

м) 1F16;

 в) 1112; 

з) 378;

н) FF16;

г) 11112;

и) 1778;

о) 9AF916;

д) 1010112;

к) 77778;

п) CDEF16


[ Ответ ]

4.3. Какие целые числа предшествуют числам:

а) 102;

е) 108;

л) 1016;

б) 10102;

ж) 208;

 м)2016;

в) 10002;

з) 1008;

н) 10016;

г) 100002;

и) 1108;

о) A1016;

д) 101002;

к) 10008;

п) 100016


[ Ответ ]

4.4. Какой цифрой заканчивается четное двоичное число Какой цифрой заканчивается нечетное двоичное число Какими цифрами может заканчиваться четное троичное число
[ Ответ ]

4.5. Какое наибольшее десятичное число можно записать тремя цифрами:

  • а) в двоичной системе;
  • б) в восьмеричной системе;
  • в) в шестнадцатеричной системе

[ Ответ ]

4.6. В какой системе счисления 21 + 24 = 100

Решение. Пусть x — искомое основание системы счисления. Тогда 100x = 1 · x2 + 0 · x1 + 0 · x0,    21x = 2 · x1 + 1 · x0,    24x = 2 · x1 + 4 · x0. Таким образом, x2 = 2x + 2x + 5 или x2 - 4x - 5 = 0. Положительным корнем этого квадратного уравнения является x = 5.
Ответ. Числа записаны в пятеричной системе счисления.

4.7. В какой системе счисления справедливо следующее:

  • а) 20 + 25 = 100;
  • б) 22 + 44 = 110

[ Ответ ]

4.8. Десятичное число 59 эквивалентно числу 214 в некоторой другой системе счисления. Найдите основание этой системы.
[ Ответ ]

4.9. Переведите числа в десятичную систему, а затем проверьте результаты, выполнив обратные переводы:

а) 10110112;

е) 5178;

л) 1F16;

б) 101101112;

ж) 10108; 

м) ABC16;

в) 0111000012;

з) 12348;

н) 101016;

г) 0,10001102;

и) 0,348;

о) 0,А416;

д) 110100,112;

к) 123,418;

п) 1DE,C816.


[ Ответ ]

4.10. Переведите числа из десятичной системы в двоичную, восьмеричную и шестнадцатеричную, а затем проверьте результаты, выполнив обратные переводы:

      а) 12510;      б) 22910;     в) 8810;      г) 37,2510;      д) 206,12510.
[ Ответ ]

4.11. Переведите числа из двоичной системы в восьмеричную и шестнадцатеричную, а затем проверьте результаты, выполнив обратные переводы:

а) 1001111110111,01112;

 г) 1011110011100,112;

б) 1110101011,10111012;

д) 10111,11111011112;

в) 10111001,1011001112;

е) 1100010101,110012.


[ Ответ ]

4.12. Переведите в двоичную и восьмеричную системы шестнадцатеричные числа:

      а) 2СE16;     б) 9F4016;     в) ABCDE16;     г) 1010,10116;     д) 1ABC,9D16.
[ Ответ ]

4.13. Выпишите целые числа:

  • а) от 1011012 до 1100002 в двоичной системе;
  • б) от 2023 до 10003 в троичной системе;
  • в) от 148 до 208 в восьмеричной системе;
  • г) от 2816 до 3016 в шестнадцатеричной системе.

[ Ответ ]

4.14. Для десятичных чисел 47 и 79 выполните цепочку переводов из одной системы счисления в другую:


[ Ответ ]

4.15. Составьте таблицы сложения однозначных чисел в троичной и пятеричной системах счисления.
[ Ответ ]

4.16. Составьте таблицы умножения однозначных чисел в троичной и пятеричной системах счисления.
[ Ответ ]

4.17. Сложите числа, а затем проверьте результаты, выполнив соответствующие десятичные сложения:

а) 10111012 и 11101112;

д) 378 и 758;

и) A16 и F16;

б) 1011,1012 и 101,0112;

е) 1658 и 378;

к) 1916 и C16;

в) 10112, 112 и 111,12;

ж) 7,58 и 14,68;

л) A,B16 и E,F16;

г) 10112, 11,12 и 1112;

з) 68, 178 и 78;

м) E16, 916 и F16.


[ Ответ ]

4.18. В каких системах счисления выполнены следующие сложения Найдите основания каждой системы:


[ Ответ ]

4.19. Найдите те подстановки десятичных цифр вместо букв, которые делают правильными выписанные результаты (разные цифры замещаются разными буквами):

      



[ Ответ ]

4.20. Вычтите:

а) 1112 из 101002;

д) 158 из 208;

и) 1А16 из 3116;

б) 10,112 из 100,12;

е) 478 из 1028;

к) F9E16 из 2А3016;

в) 111,12 из 100102;

ж) 56,78 из 1018;

л) D,116 из B,9216;

Pages:     | 1 | 2 || 4 |



© 2011 www.dissers.ru - «Бесплатная электронная библиотека»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.