Реферат: Устройство деления 16-ти разрядных чисел с плавающей запятой

                                — 1 -

                             СОДЕРЖАНИЕ

          1.Техническое задание......................2

          2.Введение.................................3

          3. Анализтехнического задания..............4

          Приложение 1................................7

         Приложение 2................................8

         Приложение 3................................9

         Приложение 4...............................10

          Списоклитературы..........................11

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">

                                — 2 -

                      1. ТЕХНИЧЕСКОЕ ЗАДАНИЕ

         Разработать устройство деления 16-ти разрядных чисел с плавающей

     запятой, где :

          ОСНОВНЫЕТЕХНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ:

          1.1. Формат входных данных — двоичные числас  плавающей  запятой,

              представленные в прямом коде

          1.2.Длина одного слова 16 бит, где:

               — порядок — 7 бит

               — знаковая часть — 1 бит

               — мантисса — 7 бит

               — знаковая часть — 1 бит

          1.3.Диапазон представления чисел:

               от — 2<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

а0<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]А+ 2<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]а-15<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]А   до 2<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]а0<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]А- 2<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]а-15

          1.4.Точность представления чисел: 2<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

а-15

          1.5.Обнаружение одиночных ошибок в операции деления.

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">

                                — 3 -

                            <span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

Д2.ВВЕДЕНИЕ

          Всовременных ЭВМ один из основных элементов является  блок АЛУ

    (арифметико-логическое устройство), которое осуществляет арифметичес-

     кие илогические операции над поступающими в ЭВМ машинными  словами.

     Важнейшейоперацией, выполняемой в АЛУ, является  операция  деления,

     которая можетпроводиться над двоичными числами с фиксированной запя-

     той, двоичнымичислами с плавающей запятой, десятичными целыми числа-

     ми и т.д.

          В даннойкурсовой работе деление производится над двоичными чис-

     лами с плавающей запятой, причем для улучшениянадежности  и  быстро-

     действияданной схемы используются микросхемы, применяемые для созда-

     ния современных ЭВМ (в том числе и для ЭВМ, создаваемыхв  НПО «Пер-

     сей»).

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">

                                — 4 -

                    <span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

Д3.АНАЛИЗ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ

          3.1.Техническое задание представляет собой задачу создания  ус-

     тройства деления для 16-ти разрядных чисел с плавающейзапятой с  об-

     наружением ошибок.

          В ЭВМчисла с плавающей запятой в общем случае представляются  в

     виде:

                  X = S<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang;mso-ansi-language: EN-US;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

рp<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]Аg ; g < 1,

          где: g  — мантисса числа X;

               S<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

аp<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]А- характеристика числа X;

               p  — порядок;

              S  — основание характеристики.

          Обычночисло S совпадает с основанием мантиссы g.Мантисса  g  -

     правильнаядробь.

          Порядок p, который можнт быть  положительным или  отрицательным

     числом,определяет положение запятой в числе X.

          Длядвоичных чисел число с плавающей запятой имеет вид:

                  X= 2<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

рp<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]Аg  ; g < 1,

          Структурнодвоичное число с плавающей запятой в ЭВМ представлено

     на рис. 1. вПриложении 1.

          3.2.ДЕЛЕНИЕ КАК АРИФМЕТИЧЕСКОЕ ДЕЙСТВИЕ В ЭВМ

          3.2.1. ВЭВМ для выполнения арифметических и логических преобра-

     зований служит арифметическо-логическиеустройства (АЛУ).

         Преобразования над операндами (словами) представляют собой  сло-

     жение, вычитание, вычитание модулей, умножение и деление.Это арифме-

     тические операции. Группу логических  операций  составляют операции

     дизъюнкции иконъюнкции.

         Специальные арифметические операции включают нормализацию, ариф-

     метический сдвиг, логический сдвиг.

          Поспособу представления чисел различают следующие типвАЛУ:

          — длячисел с фиксированной запятой;

          — длячисел с плавающей запятой;

          — длядесятичных чисел.

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">

                                — 5 -

          3.2.2.Деление чисел с плавающей запятой выполняется в соответ-

     ствии с формулой:

                 X    S<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

аpx<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]Аgx            gx

                 — = — = S<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

аp<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang;mso-ansi-language: EN-US;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]АX<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang;mso-ansi-language: EN-US;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]а-py<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]А----

                  Y    S<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:EN-US;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

аpy<span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang;mso-ansi-language: EN-US;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]Аgy            gy  .

          При делении чисел с плавающейзапятой  мантисса  частного равна

     частному отделения мантиссы делимого на мантиссу делителя, а порядок

     частного — разности порядков делимого и делителя. Частное нормализу-

     ется и ему присваивается знак «плюс», еслиделимое и  делитель  имеют

     одинаковыезнаки; и знак «минус», если делимое и делитель имеют раз-

     ные знаки.

          3.2.3.Таким образом нахождение частного сводится к  выполнению

     трех операций:

          — определение знака частного;

          — определение порядка частного;

          — определение мантиссы частного.

         Структурно все эти операции представлены на рис.2 в Приложении 1.

          Всоответствии с техническим заданием, необходимо проводить кон-

     троль над конечным результатом, т.е. обнаружить одиночнуюошибку. Для

     данногозадания обнаружение  одиночной  ошибки производится  методом

     сравнения.

         Структурная схема разработанного устройства показана на рис. 2-а

     в Приложении2.

          3.2.4.БЛОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ ЗНАКА ЧАСТНОГО

          Всоответствии с Рис.1 в Приложении 1 знаки порядка  и мантиссы

     частного будутзависеть от одноименности  или  разноименности  знаков

     порядков имантисс делимого и делителя.

          Однакознаки порядка и мантиссы частного определяются по-разно-

     му. А именно:

         — Дляопределения знака мантиссы частного рассмотрен двухтактный

          счетчик(рис.3 в Приложении 1.). При поступлении информации счи-

          таетсч, что комбинация одноименных значений (00 или 11)дает ко-

          нечную информацию -«0» (т.е. "+" или«отсутствие знака»). В про-

          тивном случае информация — «1» (т.е."-" или  «наличие  знака»).

         Организуются 2 такта работы.

         — Определение знака порядка производится с помощью  сложения по

          модулю 2.Этот элемент схемы входит в блок  определения  порядка

          частного(см. рис.4 в Приложении 3.). Наличие знака дает инфор-

          мацию по прямому выходу (это есть«1»), впротивном случае инвер-

          сный выход дает информацию «0».

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">

                                — 6 -

          3.2.5. БЛОК ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОРЯДКА ЧАСТНОГО

                (рис.4 в Приложении 3).

         Определение порядка сводится к «вычитанию» порядков  делимого и

     делителя.Порядки операндов и их знаки поступают  в  регистры Рг.1,

     Рг.2, Зн.Рг.1и Зн.Рг.2 соответственно. Затем в сумматоре происходит

    «вычитание», т.е. сложение порядка делимого и делителя.Причем  поря-

     док делителяпредставлен в дополнительном коде. После этого вся  ин-

     формацияпоступает в регистр результата Рг.Р.

          3.5.6.ОБНАРУЖЕНИЕ ОДИНОЧНОЙ ОШИБКИ

          Для этойцели используется поразрядное сравнение основной и дуб-

     лирующей информации по модулю 2. Несовпадениеинформации  выдает  «0»

     илиошибку.(См. рис.2-а в Приложении 2).

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">

                                 — 7 -

                                                            Приложение 1.

                           ┌────────────────────┐

                            │Магистральоперандов│

                           └──────────┬─────────┘

            ┌───────────────┬─────────┴────┬───────────────┐

         ┌──┴───┐    ┌─────┴─────┐   ┌───┴───┐   ┌──────┴─────┐

          │Знак Р│    │Порядок (Р)│    │Знак m │    │Мантисса (m)│

         └──────┘    └───────────┘   └───────┘    └────────────┘

                          Рис. 1. Представление двоичного числа

                                   с плавающейзапятой.

         ┌──────────────────┬─────────────────┬──────────────────┐

          │Блок определения │      Блок       │       Блок       │

         │     знака числа  │  определения   │    определения   │

         ├────────┬─────────┤порядка частного│ мантиссы частного│

          │Знак   │  Знак   │                 │                  │

          │порядка │ мантиссы│                 │                  │

         └────────┴─────────┴─────────────────┴──────────────────┘

                          Рис. 2. Нахождение частного.

                                                │

                                                 │

                                                │

                                                │

                      ┌───────────┐     ┌──────┴──────┐

                ──────┤ 1         │      │  &         │

                      │           ├──────┤             │

                ──────┤           │      │             │

                      └───────────┘     └──────┬──────┘

                                                │

                                                │

                                          ┌─────────────┐

                                         │             │

                                         │  Счетчик    │

                                         │             │

                                         └─────────────┘

                          Рис. 3. Блок определения знака мантиссы

                                   частного спомощью двухтактового

                                   счетчика.

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">

                                — 8 -

                                                            Приложение 2.

                                                 Магистраль

                                 ┌─────────────────────────────

                                  │

                                  │

                   ┌─────────────┴─────────────┐

                   │                           │

                   │                           │

          ┌────────┴────────┐          ┌───────┴────────┐

          │                 │          │                │

          │     УД          │          │     УДg        │

          │                 │          │               │

          │  (Устройство де-│         │ (Устройство де-│

           │ления)          │          │ления   дублиру-│

          │                 │          │ющее)          │

          │                 │          │               │

          └────────┬────────┘          └────────┬───────┘

                   │                           │

                    │   16                     │   16

                   │                           │

                ├──┴────────────────────────────┼────┤

                                                │

                                                │

                 ├───────────────────────────────┴────┤

                ┌────────────────────────────────────┐

                │                                    │

                │    mod2                           │

                │                                    │

                └─────────────────┬──────────────────┘

                                   │

                                   │

                                   │     16

                                   │

                ├─────────────────┼──────────────────┤

                                   │

                                   │

                ┌─────────────────┴──────────────────┐

                │      1                             │

                │                                    │

                │                                    │

                │                                    │

                └─────────────────┬──────────────────┘

                                   │

                                   │

                                   │  Сигнал ошибки «1»

                          Рис. 2-а. Структурная схема устройства деления

                                     собнаружением одиночных ошибок.

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">

                                — 9 -

                                                             Приложение3.

                          Магистраль операндов

                        ────────────┬─────┬─────

                                    │     │

                               ┌────┼─────┴───────────────┐

                                │    │                     │

                                │    │                     │

              ┌────────────────┼────┴───────┐             │

              │                │            │             │

         ┌────┴───┐            │       ┌────┴───┐         │

         │Зн.Рг.1 │            │      │Зн.Рг.2 │         │

         └──┬─────┘            │       └───┬────┘         │

            │                  │           │              │

             │            ┌────┴───┐       │        ┌────┴───┐

            │             │  Рг.1  │      │        │ Рг.2  │

            │            └────┬───┘       │         └─┬────o─┘

            │                  │           │           │    │

             │                  │           │           │    │

            │     ┌───────────┼───────────┘           │    │

            │      │           │                       │    │

         ┌──┴──────┴───┐       │        ┌──────────├───┴────┼────┤

          │ mod 2     │       │        │         ├────────┴────┤─┐

         │             │       │        │         ┌─────────────┐│

          └──┬──────o───┘       │        │          │1           │ │

            │      │           │        │          │             │ │

            │      │           │        │         └───────┬─────┘│

            │     └───────────┼────────┘                  │       │

            │                  │        ┌─────────────────┘       │

            │                  │         │                         │

            └──────────────────┼─────────┼─────────────────────────┘

                                │         │

                          ─────┴───  ───┴─────

                                    СМ

                               ──────┬───────

                                     │

                                     │

                         ┌──────────┴───────────┐

                         │       Рг.Р.         │

                         │                      │

                         └──────────┬───────────┘

                                     │

                                     │

                                     o

                          Рис. 4. Определение порядка частного и его

                                   знака (mod 2).

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">

                                — 10 -

                                                            Приложение 4.

                                       │  Магистраль

          ┌─────────────┐ ┌───────────┴───────────────────┐

          │             │  │                          ┌───┴────────────┐

          │   ├────────┼──┴──────┤                    │  Рг. д-ль      │

          │ ┌─┼────────┴─────────┤                    └───o────────────┘

           │ │                                             │

          │  │   ─────────────────                        │

          │  │      Рг. р. Р.                              │

          │  │──────────────┬──                           │

          │  │               │                             │

          │  │               │                             │

          │  │               │                             │

          │  │         ─────┴────────────     ────────────┴─────

          │  │                                                      +«1»

          │  │                      СМ                          ─────

          │  │

          │  │            ──────┬──────────┬────────────────

          │  │           ┌──────┘          │

           │ │            │         ┌──────┴───────┐

          │  │            │          │   Рг. Р.     │

          │  │            │Р       └──────┬───────┘

          └──┼────────────┼─────────────────┘

             │            │

             │     ┌──────┴──────┐

             │     │   Тг.       │

             │     │             │

             │     └──┬──────o───┘              ─────────────────

             │        │      │                     Рг.

             │        │      │                ┌────────────────

             │       └──────┼────────────────┤

             │               │

             └───────────────┘

                          Рис. 5. Блок определения мантиссы частного.

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">

                                — 11 -

                          <span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language: KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

ДСПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

          1. КоганБ.М. «Электронные вычислительные машины и системы»,

             М.1979г.

          2. ГрафШ., Гессель М., «Схемы поисканеисправностей»,

             М.1989г.

<span Courier New";mso-fareast-font-family: Batang;mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">

          <span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

ДМОСКОВСКИЙИНСТИТУТ РАДИОТЕХНИКИ, ЭЛЕКТРОНИКИ И АВТОМАТИКИ

                                            ВЕЧЕРНИЙ ФАКУЛЬТЕТ

                                            ВЫЧИСЛИТЕЛЬНОЙ ТЕХНИКИ

                       <span Courier New";mso-fareast-font-family:Batang; mso-ansi-language:RU;mso-fareast-language:KO;mso-bidi-language:AR-SA">[1]

└КУРСОВАЯРАБОТА

                                 по курсу

                  ПРИКЛАДНАЯ ТЕОРИЯ ЦИФРОВЫХ АВТОМАТОВ

                                          Студент гр. ВСЦ-12-91

                                             Крючков Дмитрий

                               МОСКВА 1995г.

еще рефераты
Еще работы по радиоэлектронике