Студопедия  
Главная страница | Контакты | Случайная страница

АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Системы счисления. Масштабируемая процессорная архитектура компании Sun Microsystems (SPARC - Scalable Processor Architecture) является наиболее широко распространенной

Читайте также:
  1. CAD/CAM-системы в ТПП
  2. CALS-технологий и единая интегрированной системы управления вуза
  3. I. Общие симптомы заболеваний пищеварительной системы.
  4. II. Исследование В-системы иммунитета.
  5. III Рекомендации к написанию курсовой работы по дисциплине «Коррекционно-педагогические системы воспитания и обучения детей дошкольного возраста».
  6. IV. Анатомия органов сердечно-сосудистой системы
  7. n6. Перевод чисел из восьмеричной и шестнадцатеричной систем счисления в двоичную систему счисления.
  8. PDM-системы
  9. Quot;Развитие системы торговли на 10%- вдохновение, и на 90%- пот” Sunny Harris
  10. V 2: Болезни сердечно-сосудистой системы

Масштабируемая процессорная архитектура компании Sun Microsystems (SPARC - Scalable Processor Architecture) является наиболее широко распространенной RISC-архитектурой, отражающей доминирующее положение компании на рынке UNIX-рабочих станций и серверов. Процессоры с архитектурой SPARC лицензированы и изготавливаются по спецификациям Sun несколькими производителями, среди которых следует отметить компании Texas Instruments, Fujitsu, LSI Logic, Bipolar International Technology, Philips и Cypress Semiconductor.

Процессоры с архитектурой SPARC занимают лидирующие позиции на рынке RISC-кристаллов (по данным независимой компании IDC за 1992 год архитектура SPARC занимала 56% рынка, далее следовали MIPS - 15% и PA-RISC - 12.2%).

Первоначально архитектура SPARC была разработана с целью упрощения реализации 32-битового процессора. В последствии по мере улучшения технологии изготовления интегральных схем она постепенно развивалось и в настоящее время имеется 64-битовая версия этой архитектуры.

В отличие от большинства RISC архитектур SPARC использует регистровые окна, которые обеспечивают удобный механизм передачи параметров между программами и возврата результатов. Архитектура SPARC была первой коммерческой разработкой, реализующей механизмы отложенных переходов и аннулирования команд. Это давало компилятору большую свободу заполнения времени выполнения команд перехода командой, которая выполняется в случае выполнения условий перехода и игнорируется в случае, если условие перехода не выполняется.

 

ОСНОВНЫЕ СВЕДЕНИЯ О КОМПЬЮТЕРАХ

Системы счисления

Любая информация в компьютере – числа, символы, музыка, отдельные пиксели изображения, видеофильмы и т.д. содержится в виде числовых кодов, находящихся на жёстком или оптическом диске, на USB-накопителе, в регистрах процессора или в оперативной памяти.

Система счисления - это совокупность приемов и правил изобра­же­ния чи­сел цифровыми значениями. В современном мире наиболее широко используется десятичная система счисления, которая появилась в Индии и в 13 веке была заимствована Европой у арабов (поэтому она и называется арабской). У многих народов (древние греки, сирийцы, финикийцы, Россия до 16 века) для записи чисел использовались буквы алфавита. Системы счисления делятся на по­зи­ционные и не­позиционные.

Непозиционная система счисления - система, в которой значение символа не зависит от его положения в числе. Древнейшая непозицион­ная система счис­ления - римская. У славян также была непозиционная сис­тема счисления. Ос­новной недостаток непозиционных систем счисления - боль­шое число различ­ных знаков и сложность выполнения арифметиче­ских опе­раций.

Римские цифры I V X L C D M
Обозначаемое число

Запись чисел в этой системе счисления выполняется по следующим правилам:

1. Если цифра слева меньше, чем цифра справа, то левая цифра вычитается из правой: в числе “IV” 1<5, следовательно, IV = 5 – 1 = 4; в числе “XL” 10<50, следовательно, XL = 50 – 10 = 40.

2. Если цифра справа меньше или равна цифре слева, то эти цифры складываются: VI = 5 + 1 = 6, XX = 10 + 10 = 20.

Например, число 1964 в римской системе счисления имеет вид MCMLXIV: M – 1000, CV – 900, LX – 60, IV – 4.

Позиционная система счисления - система, в которой значения сим­вола зависят от его места в ряду цифр, изображающих число. Так, на­пример, в числе 7382: 7 - тысячи, 3 - сотни и т.д.

Позиционные системы счисления более удобны для вычислений, по­этому они и получили наибольшее распространение. Позиционные систе­мы счисления характеризуются своим основанием.

Основание (базис) позиционной системы счисления - количество знаков или символов, используемых для изображения числа.

Для позиционной системы счисления справедливо равенство

X(q) = anqn+ an-1qn-1+.......+ a0q0+ a-1q-1+ .......+a-mq-m= aiqi ,

где q - основание системы счисления (целое положительное число); X(q)- произ­вольное число, записанное в системе счисления; ai- цифры систе­мы счисления; m, n - количество дробных и целых разрядов. На практике ис­поль­зуют сокращенную запись чисел:

X(q) = anan-1......a0 , a-1 .....a-m

В десятичной системе счисления основание q равно 10 :

1304,5 = 1×103+3×102+0×101+4×100+5×10-1

В двоичной сис­теме счисле­ния для записи чисел используются две цифры: 0 и 1. В дан­ной сис­теме счисле­ния любое число может быть представлено после­дова­тель­но­стью двоич­ных цифр. Эта запись соответствует сумме степеней цифры 2, взятых с указан­ными в ней коэффициентами:

X(q) = an2n+ .......+ a-m2-m.

Например, двоичное число

(1101101,101)2= (126+ 125+ 024+ 123+ 122+ 021+ 120+

+ 12-1+ 02-2+ 12-3)10=

= (64 + 32 + 8 + 4 + 1 + 1/2 + 1/8) 10= (109,625)10.

В вычислительной технике наибольшее распространение получили дво­ичная, четверичная, восьмеричная и шестнадцатеричная системы счис­ления соответственно с основаниями q равными 2, 4, 8 и 16. В шест­надца­теричной сис­те­ме счисления для записи чисел используются сле­дующие символы: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Число 1016 = 1610.

Анализ систем счисления и построенных на их основе кодов с позиций применения в системах передачи, хранения и преобразования информации показывает, что чем больше основание системы счисления, тем меньшее число разрядов требуется для представления данного числа, а, следовательно, и меньшее время для его передачи. Но при этом, с ростом основания существенно повышаются требования к аппаратуре формирования и распознавания элементарных сигналов, соответствующим различным символам.

В настоящее время в компьютерах используется двоичная сис­те­ма счисления. Это обусловлено тем, что элементы компьютера способ­ны нахо­диться в одном из двух устойчивых состояний, например, включе­но (соответствует 1) - выключе­но (соответствует 0). Например, ячейки памяти или регистры микропроцессора состоят из электрических элементов памяти, каждый из которых может находиться в одном из двух устойчивых состояний: конденсатор заряжен или разряжен, транзистор в проводящем или непроводящем состоянии, специальный полупроводниковый материал имеет высокое или низкое удельное сопротивление и т.п.

Арифметические операции над двоичными числами отличаются про­сто­той и легкостью техники выполнения:

 

Сложение Умножение   Вычитание Деление
0 + 0 = 0; 1 + 0 = 1; 0 + 1 = 1; 1 + 1 = 1 0 (перенос единицы в старший разряд). 15 + 6 = … + 0110 … = 21   5 × 6 = … × 110 + 101 … = 30   201,25 - 59,75 = … _11001001,01 00111011,11 10001101,10 … = 141,5 35/14 = … _100011 |1110 1110____ _1110 1110 … = 2,5

 

В современных компьютерах информацию измеряется в битах (один двоич­ный символ) или байтах (пакетах по восемь двоичных симво­лов). Кроме того, используют пакеты по 16 (слово) и по 32 (двойное слово) двоичных сим­волов.

Словом из 16 бит можно представить целое число от -32768 до +32767(от -215до215-1), а двойное слово из 32 бит позволяет предста­вить число более двух миллиардов (от -231до231-1). Кроме байт используются следующие единицы:

килобайт, или Кбайт=1024 байта, т.е. 210бит;

мегабайт, или Мбайт=1024 Кбайт, т.е. 220бит;

гигабайт, или Гбайт=1024 Мбайт, т.е. 230бит.

Для представления чисел применяются две формы записи:

· естественная форма, или форма с фиксированной запятой (точкой)

· нормальная форма, или форма с плавающей точкой

С фиксированной запятой все числа изображаются в виде последовательности цифр с постоянным для всех чисел положением запятой (точкой), отделяющей целую часть от дробной. То есть, на представление числа отводится n+1+r чисел: n+1 позиция на целую часть и r позиций на дробную. Если в результате операции получится число, выходящее за допустимый диапазон, происходит переполнение разрядной сетки, что нарушает нормальное функционирование компьютера. В современных ЭВМ естественная форма представления используется как вспомогательная и только для целых чисел.

С плавающей точкой каждое число изображается в виде двух групп цифр. Первая группа цифр представляет собой число <1 и называется мантиссой, вторая группа цифр является целым числом и называется порядком. В общем случае число в форме с плавающей запятой представляется в следующем виде:

 

,

 

где M – мантисса числа ( ),

s – порядок числа (целое число) ,

p – основание системы счисления.

 

Напри­мер, число 2367220000000 записывает­ся в виде 2,367221012.

Символьная (алфавитно-цифровая) информация хранится и обрабатывается в ЭВМ в форме цифрового кода, то есть каждому символу ставится в соответствие отдельное двоичное число. Необходимый набор символов, содержащийся программном обеспечении обычно включает:

· буквенно-цифровые знаки алфавитов

· специальные символы (знаки препинания, скобки, пробел и т.д.)

· знаки операций

Среди наборов символов наибольшее распространение получили кодировки ASCII и более современная Unicode. В ASCII любой печатный символ можно представить 1 байтом инфор­ма­ции, т.е., комбинацией из 8 бит. Таких комбинаций 28 = 256 и каждой ком­бинации со­ответствует типографский знак или символ. Например, ла­тин­ская буква А представлена байтом 01000001(число 65). В Unicode каждый символ представлен 2 байтами информации, то есть всего может быть закодировано 231 символов.

Для представления графической информации, в отличие от символьной и числовой информации, пока не существует общепризнанных стандартов.

Наиболее распространённые из существующих методов представления изображений можно разделить на две большие категории: растровые и векторные методы.

При растровом методе изображение представляется как совокупность точек, называемых пикселями (pixel – сокращение от picture element – элемент изображения). Цвет каждого пикселя можно представить в виде смешения в нужной комбинации трёх основных цветов: красного, зелёного и синего. Поскольку линейные координаты каждой точки на экране, её цвет и яркость можно выразить с помощью целых чисел, для представления изображения используются группы двоичных чисел.

Векторные методы для задания взаимного расположения пикселей на экране используют математические методы. Их использование позволяет как угодно трансформировать изображения и создавать трёхмерную графику.

 


Дата добавления: 2014-12-19; просмотров: 8 | Нарушение авторских прав




lektsii.net - Лекции.Нет - 2014-2020 год. (0.013 сек.) Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав