Назначение микропроцессора

Процессор – ус-во, выполняющее команды программы и осуществляющее процесс об-работки данных.

Процессор дешифрирует и выполняет ко-манды программы. Организует обращение к внутренней памяти (ОП, ПП), восприни-мает и обрабатывает прерывания. Проц. осуществляет управление взаимодействия всех устройств, входящих в состав ЭВМ.

Прямо, обратный, дополнительный коды.

Прямой код.

Для получения прямого кода числа в 2СС необходимо преобразовать его из любой СС в двоичную СС.

У положительных чисел в знаковом разря- де записывается – 0, у отрицательных – 1.

Пример:

+18 зн 64 32 16 8 4 2 1

7 6 5 4 3 2 1 0

0 0 0 1 0 0 1 0 ПК – прямой код

-18 1 0 0 1 0 0 1 0 ПК

Недостаток: при выполнении арифметиче-ской операции (сложение) для определения знака результата надо найти большее по модулю число.

Обратный код.

Обратный код числа G определяется по формуле:

G_обр.= G_пр., если G ≥ 0

G_обр.= B - |G|, если G < 0

B = 2ⁿ-1, где n – разрядная сетка.

Для получения обратного кода двоичного отрицательного числа следует проинверти-ровать разряды модуля числа (в знаковом разряде 1).

Недостаток: В ОК существует два нуля: по-ложительный 0 (+0 00000000) и отрицате-льный 0 (-0 11111111).

Пример:

+18 7 6 5 4 3 2 1 0

0 0 0 1 0 0 1 0 ПК=ОК

-18 7 6 5 4 3 2 1 0

1 0 0 1 0 0 1 0 ПК

1 1 1 0 1 1 0 1 ОК

Дополнительный код.

ДК можно получить по формуле:

G_доп. = G_пр. , если G ≥ 0

G_доп. = B - |G| + 1 , если G < 0

Чтобы получить ДК двоичного отрицате-льного числа надо к ОК прибавить 1.

Целые данные со знаком хранятся и обра-батываются в в дополнительном коде.

Пример:

+18 7 6 5 4 3 2 1 0

0 0 0 1 0 0 1 0 ПК=ОК=ДК

-18 7 6 5 4 3 2 1 0

1 0 0 1 0 0 1 0 ПК

1 1 1 0 1 1 0 1 ОК

+ 1

1 1 1 0 1 1 1 0 ДК

Е Е

G_доп. = B - |G| + 1

Разрядная сетка 8 бит

B = 2ⁿ - 1 = 2⁸ - 1 = 255₁₀ = FF₁₆

_255 16

16 15

_95

15 G =-18₁₀ = 12

_18 16

16 1

2 G_доп. = B - |G| +1 = FF – 12 + 1 = EE

Для преобразования двоичного отрицате-льного числа, представленного в ДК, в прямой код надо из ДК получить ОК, про-инвертировав разряды модулей числа. К полученному ОК прибавить 1. Прямой двоичный код преобразовать в 10СС по формуле разложения.

Пример:

Е9₁₆ 1 1 1 0 1 0 0 1 ДК

1 0 0 1 0 1 1 0 ОК

+0 0 0 0 0 0 0 1

1 0 0 1 0 1 1 1 ПК – 23₁₀

6 5 4 3 2 1 0

0 0 1 0 1 1 1 = 0-2⁶+0*2⁵+1*2⁴+0*2³+ +1*2²+1*2¹+1*2⁰ = 0+0+16+0+4+2+1 = 23

Типы данных. Целые числа.

1)Целые данные без знака.

– формат “байт без знака”.

Структура

7 6 5 4 3 2 1 0

Модуль числа

0–255

Диапазон 0–2ⁿ-1

– формат “слово без знака”.

Структура

15 0

Модуль числа

0–65535

Диапазон: 0–2ⁿ-1 =

= 65536-1

– формат “двойное слово”. Структура 31 0

модуль числа

0–2³²-1

Диапазон: 0–2ⁿ-1

2)Целые данные со знаком.

Представление таких данных и выполнение операций производится в ДК. Под знак отводится старший разряд, “+” кодируется 0, “-“ – 1.

– формат “байт со знаком”.

Структура

7 6 5 4 3 2 1 0

зн	модуль числа

Диапазон: -2^n-1–2^n-1-1

-2^8-1 – 2^8-1-1 -128–127

– формат “слово со знаком” (целое слово).

Структура

15 14 0

зн	модуль числа

Диапазон: -2^16-1 – 2^16-1-1

-32768 – 32767

– формат “двойное слово” (короткое целое число).

Структура

31 30 0

зн	модуль числа

Диапазон: -2^32-1 – 2^32-1-1

– формат “длинное целое число”.

Структура

63 62 0

зн	модуль числа

Диапазон: -2^64-1 – 2^64-1-1

Целые числа обрабатываются централь- ным процессором CPU.

Пример:

-202 зн 16 8 4 2 1

15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0

1 0 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0 1 0 1 0 ПК

1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 0 1 ОК

⁺ 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1

1 1 1 1 1 1 1 1 0 0 1 1 0 1 1 0 ДК