Последната редакция на тази книга е от 2021 година.

 

 

УДК 681.3(075)

ISBN 954-20-0120-7

ISBN 954-20-0258-0

 

Димитър Стоянов Тянев

 

 

ОРГАНИЗАЦИЯ  НА  КОМПЮТЪРА  ( УПРАЖНЕНИЯ )

COMPUTER  ORGANIZATION  ( Digital  arithmetics - exercises )

 

 

 

ПРЕДГОВОР

FOREWORD

 

 

Изложеното в тази книга по същество представлява практическа илюстрация на компютърните аритметики, които се изучават от всички университетски специалности, свързани с компютърните науки и технологии. Книгата е предназначена за студенти, докторанти и специалисти, изучаващи логическите структури на устройствата в цифровите процесори, както и алгоритмите на тяхното функциониране. Книгата е непосредствено свързана с другите две книги, представени на този сайт. Първата книга е озаглавена “Организация на компютъра” и в нея е изложена структурната теория на цифровите изчислителни машини. Втората книга е озаглавена “Организация на компютъра - проектиране на логически структури”. Съвместното използване на трите книги е наложително, тъй като те се допълват естествено в различните аспекти.

Върху изложените методи за реализация на една функционално пълна система от изпълними операции, съдържащи се в изчислителния процес, са синтезирани алгоритмите за изпълнение на операциите в компютъра. Алгоритмите са основата за синтез на редица логически структури, осигуряващи апаратната реализация на изчисленията. Познаването на многообразието от алгоритми е изключително полезно за бързото изучаване и правилното използуване на цифровите интегрални схеми. Това разбиране е полезно за процеса на проектиране на логическите структури, както и за правилното оценяване на възможностите за конкретно приложение.

Съществено внимание е обърнато на реализацията на основната операция – аритметическо събиране и на логическия възел, който я осъществява – суматора, при това в най-разнообразните му форми. Представени са различни идеи и методи за синтез, целящи неговото оптимизиране.

Представените тук числени примери, изпълнени според съответните алгоритми, следва да се разглеждат още и като демонстрация на работата на съответните логически структури на устройствата, в които се реализират. На примерите следва още да се гледа като на средство, с помощта на което се изучават алгоритмите или още, се проверява правилността на микропрограмите, на структурите, на връзките, на времедиаграмите. Чрез изпълнение на множество примери на читателя се гарантира постигането на задълбочено разбиране, определени професионални умения и рутина. Това познание е основата за анализ и сравнение на алгоритмите, за изучаване и синтез както на логиката, така и на временните съотношения на микрооперационно ниво, което от своя страна е необходимо за проектиране на ефективни управляващи устройства. Това познание е полезно и за занимаващите се с програмиране, които следва да знаят възможностите на хардуера и неговите ограничения.

Изложената в тази книга материя има пряко отношение към редица други апаратно или програмно ориентирани университетски учебни дисциплини, което означава, че само комплексният поглед върху нея позволява да се оцени значението й.

 

 

ИЗПОЛЗУВАНИ  В  ТЕКСТА  ОЗНАЧЕНИЯ  И  СЪКРАЩЕНИЯ

 

            СНДФ                          -  Съвършена нормална дизюнктивна форма;

            СНКФ                          -  Съвършена нормална конюнктивна форма;

            МДФ                           -  Минимална дизюнктивна форма;

            S                                 -  Сума или суматор;

                                     -  Полусуматор;

            |·|                                -  Модул на число (например |X|);

            X ,  x ,   Y ,  y               -  Аргументи, операнди, числа;

            i                                  -  Пореден номер на позиция (на разряд) или на такт;

            n                                 -  Дължина на разрядната мрежа в битове [b];

            [sec] ,  [b] ,  [pos]         -  Означение за размерност (секунда, бит, позиция);

            Z ,  z                            -  Функция на сумата (резултат);

            P ,  p                           -  Функция на преноса;

            V                                 -  Функция (признак или флаг) на препълване;

            È                                 -  Логическа операция дизюнкция (ИЛИ);

            Ç  (.)                            -  Логическа операция конюнкция (И);

            Å                                 -  Логическа операция сума по модул 2;

            Ø                                 -  Логическо отрицание (инверсия) (НЕ);

            :=                                -  Знак за присвояване;

            + ,  - ,  .  ,  /                 -  Събиране, изваждане, умножение, деление;

            ¬ , ®                          -  Изместване на съдържанието на поле (възел) наляво,

надясно, на един (1) разряд;

            , ;          - или

            (m¬),  (®m)                -  изместване на съдържанието на поле (възел) наляво или

надясно на m разряда едновременно;

            Мн. ,  Мт.                     -  Множимо, множител;

            Дм. ,  Дт.                     -  Делимо, делител;

             a                                -  Функция на местния пренос;

             b                                -  Условие за разпространение на транзитния пренос;

            ГП                               -  Групов пренос;

            МГП                            -  Междугрупов пренос;

            УТП                             -  Условие за транзитен пренос;

            ТП                               -  Транзитен пренос.

            ПК ,  ОК ,  ДК              -  Прав, обратен, допълнителен код;

            МПК ,  МОК ,  МДК     -  Модифициран прав, обратен, допълнителен код;

            ЛФЗ ,  ДФЗ                 -  Ляво фиксирана или дясно фиксирана запетая;

            ПЗ                               -  Плаваща запетая.

 

 

 

Следващият раздел е:

 

1. КОМБИНАЦИОННИ  СУМАТОРИ