Міністерство освіти і науки України Національний університет „Львівська політехніка” Кафедра CКС Звіт з лабораторної роботи № 6 з дисципліни: “Організація та функціонування комп’ютерів” на тему: “ Дослідження виконання арифметичних операцій у форматі з рухомою комою.”  Ознайомитися з поданням чисел у нормальній формі. Засвоїти порядок нормалізації чисел з рухомою комою. Ознайомитися з поняттям “характеристика” для чисел з рухомою комою. Вивчити правила додавання (віднімання) двійкових чисел з рухомою комою. Розробити алгоритми і програми додавання чисел в арифметиці з рухомою комою в інструкціях навчального комп'.ютера - симулятора DeComp. 1. Теоретична частина 1.1. Подання чисел з рухомою комою У форматі з рухомою комою, який звичайно називають нормальною формою запису, числа записуються наступним чином: A = ( М * d ( Р , де p – ціле число, яке називається порядком числа А; d – основа системи числення; М – мантиса числа А (звичайно |M| < 1). При нормальній формі запис одного числа може приймати різний вигляд у залежності від обмежень, що накладаються на його форму. Фактично місце коми у мантисі М визначається величиною порядку р. Із зміною порядку р у більшу або меншу сторону кома відповідно переміщується ліворуч або праворуч, тобто рухається (“плаває”) у зображені мантиси. Наприклад: 23410 = 234 * 100 = 0,234 * 103 = 0,0234 * 104 = 2,34 * 102 ; 1011012 = 101101 * 100 = 0,101101 * 10110 = 0,00101101 * 101000 . Можна зауважити, що хоча числа у наведених прикладах однакові за абсолютною величиною, проте мантиса потребує різної кількості розрядів. Для цього, щоб запобігти цьому, звичайно уводять деякі обмеження. Найбільш розповсюдженим і зручним для подання у комп’ютерах обмеженням є наступне: d-1 ( M ( 1. Числа, що записані у такій формі називаються нормалізованими. Іншими словами, у нормалізованих числах у мантисі першою цифрою перед комою стоїть 0, а перша цифра після коми – це цифра відмінна від нуля. Для двійкової системи числення вона дорівнює 1. Таким чином, мантису розглядають як число менше одиниці, а порядок – як ціле число. Операція нормалізації виконується шляхом зсуву мантиси вліво із зменшенням порядку, або вправо із збільшення порядку на величину, яка дорівнює кількості розрядів, на яку була зсунута мантиса. Приклад: нормалізувати наступні числа: 0,00237 * 105 = 0,237 * 103 – мантиса зсувається на два розряди вліво, тобто – збільшується, а порядок зменшується на дві одиниці. 10101,0112 * 1010 = 0,10101011 * 10 111 - мантиса зсувається вправо на 5 розрядів, тобто – зменшується, а порядок збільшується на 5 одиниць. Нормалізоване подання чисел дозволяє зберігати у розрядній сітці комп’ютера більшу кількість цифр, що мають значення, тому точність обчислень підвищується. Зазвичай у комп’ютерах нормалізація здійснюється автоматично як при вводі чисел, так і у процесі обчислень (після виконання чергової операції). При цьому мантиса зсувається ліворуч на необхідну кількість розрядів і виконується відповідне зменшення порядку, тобто виконується “нормалізація вліво”. При виконанні операції додавання або віднімання нормалізованих чисел з різними порядками одно з них “денормалізується” до вирівнювання порядків, а сума (або різниця) знову нормалізується. У розрядній сітці комп’ютерів фіксуються знак числа, знак порядку, порядок числа і числовий вираз мантиси. 0  1  2 ... ... ... ... ... ... m+n+1   (0  (0  (1  (2  ...  (m  (1  (2 ...  (n  Знак мантиси Знак порядку  Порядок  Мантиса   У комп’ютерах із рухомою комою можливе переповнення розрядної сітки, так само, як і у комп’ютерах із фіксованою комою. Наприклад, переповнення може виникнути при додаванні нормалізованих чисел одного знаку з однаковими порядками. У цьому випадку з’являється “1” ліворуч від коми. Такого роду переповнення коригується зсувом мантиси вправо на один розряд і збільшенням поряд...