Читать онлайн «Реализация процессором арифметических операций. Учебно-методическое пособие по выполнению домашних заданий по дисциплине "Дискретная математика"»

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ НАЦИОНАЛЬНЫЙ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ М. Б. Будько, В. А. Грозов, Д. И. Милосердов РЕАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОРОМ АРИФМЕТИЧЕСКИХ ОПЕРАЦИЙ Учебно‐методическое пособие по выполнению домашних заданий по дисциплине "Дискретная математика" Санкт-Петербург 2014 Будько М. Б. , Грозов В. А. , Милосердов Д. И. «Реализация процессором арифметических операций» – СПб: НИУ ИТМО, 2014. – 68 с. В учебном пособии рассмотрено представление чисел в ЭВМ и вы- полнение арифметических операций над ними. Для каждой арифметиче- ской операции предложен единый подход, позволяющий разработать уни- версальные алгоритмы для написания программ, имитирующих машинную арифметику. Рекомендовано бакалаврам и магистрантам по направлению «Ин- формационная безопасность». Рекомендовано к печати Ученым советом Института комплексного военного образования протокол №4 от 28 апреля 2014 г. в качестве учебно- го пособия для обучающихся на кафедре мониторинга и прогнозирования информационных угроз. В 2009 году Университет стал победителем многоэтапного конкурса, в ре- зультате которого определены 12 ведущих университетов России, которым присвоена категория «Национальный исследовательский университет». Министерством образования и науки Российской Федерации была утвер- ждена программа его развития на 2009–2018 годы. В 2011 году Универси- тет получил наименование «Санкт-Петербургский национальный исследо- вательский университет информационных технологий, механики и опти- ки»  Санкт-Петербургский национальный исследовательский университет информационных технологий, механики и оптики, 2014  Будько М. Б. , Грозов В. А. , Милосердов Д. И. , 2014 Введение В основе многих информационных дисциплин лежит глубокое зна- ние принципов организации и функционирования устройств ЭВМ. Удоб- ным объектом для их изучения является, например, реализация машинной арифметики. В пособии рассмотрено выполнение арифметических операций над целыми числами. Для каждой арифметической операции предложен еди- ный подход, позволяющий разработать универсальные алгоритмы для написания программ, имитирующих машинную арифметику. Пособие состоит из четырех разделов, посвященных каждой из арифметических операций: сложению, вычитанию, умножению, делению. Для всех операций приводятся необходимые теоретические сведения, по- дробные примеры с пошаговым описанием и задания для самостоятельной работы. Предполагается, что задания состоят из двух частей: 1) выполне- ние каждой операции вручную и представление результатов в виде отчета; 2) составление программы, реализующей все арифметические операции. Настоящее пособие можно рассматривать как продолжение и разви- тие работы [1] (Довгий П. С. , Поляков В. И. Арифметические основы ЭВМ. Учебно-методическое пособие по выполнению домашних заданий по дис- циплине «Дискретная математика». – СПб: СПбГУ ИТМО, 2010. – 56 с. ), сделанное в поисках более удобного для алгоритмизации варианта выпол- нения на ЭВМ арифметических операций. 3 1 СЛОЖЕНИЕ ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ 1. 1 Основные положения Сложение целых чисел выполняется в байтном формате (размер раз- рядной сетки – 8 бит).