- •И. В. Потапов элементы прикладной теории цифровых автоматов
- •Оглавление
- •Введение
- •1. Представление чисел в эвм
- •1.1. Позиционные системы счисления
- •1.2. Обоснование применения в эвм двоичной системы счисления
- •1.3. Представление двоичных чисел с фиксированной и плавающей запятой
- •1.4. Прямой и инверсные коды чисел
- •1.5. Двоично-десятичные коды чисел
- •Вопросы для самоконтроля
- •2. Арифметические операции в двоичных кодах
- •2.1. Сложение двоичных кодов
- •2.2. Вычитание двоичных кодов
- •2.3. Выполнение операции округления чисел
- •2.3.1. Округление прямых кодов
- •2.3.2. Округление инверсных кодов
- •2.4. Умножение двоичных кодов
- •2.4.1. Умножение прямых кодов чисел
- •2.4.2. Ускоренное выполнение операции умножения
- •2.4.3. Умножение инверсных кодов чисел
- •2.5. Деление двоичных кодов
- •2.5.1. Деление прямых кодов чисел
- •2.5.2. Ускоренное выполнение операции деления
- •2.5.3. Деление дополнительных кодов чисел
- •2.6. Извлечение квадратного корня
- •2.7. Выполнение арифметических операций в d-кодах
- •2.7.1. Сложение в d-кодах
- •2.7.2. Умножение в d-кодах
- •2.7.3. Деление в d-кодах
- •Вопросы для самоконтроля
- •3. Переключательные функции
- •3.1. Основные определения и способы задания пф
- •3.2. Элементарные логические функции
- •3.3. Основные законы алгебры логики
- •3.4. Полные системы переключательных функций
- •3.5. Канонические формы аналитического представления пф
- •3.6. Кубическое представление пф
- •3.7. Синтез комбинационных схем
- •3.7.1. Синтез кс на логических элементах
- •3.7.2. Синтез кс на дешифраторах
- •3.7.3. Синтез кс на мультиплексорах
- •3.7.4. Синтез многовыходных схем
- •3.8. Риски сбоя в комбинационных схемах
- •Вопросы для самоконтроля
- •4. Минимизация переключательных функций
- •4.1. Минимизация пф с помощью карт Карно
- •4.2. Минимизация пф методом Квайна
- •4.3. Минимизация методом Квайна – Мак-Класки
- •4.4. Минимизация пф методом Блейка – Порецкого
- •4.5. Минимизация пф, заданных в конъюнктивной форме
- •4.6. Минимизация не полностью определенных пф
- •4.7. Минимизация систем пф
- •4.8. Минимизация пф в универсальных базисах и-не, или-не
- •Вопросы для самоконтроля
- •5. Моделирование работы и синтез автоматов с памятью
- •5.1. Основные модели, понятия и определения
- •5.1.1. Общее понятие цифрового автомата с памятью
- •5.1.2. Основные модели цифровых автоматов
- •5.1.3. Описание функционирования цифровых автоматов
- •5.1.4. Задание цифровых автоматов
- •5.1.5. Правила перехода между моделями Мили и Мура
- •5.2. Минимизация числа состояний цифровых автоматов
- •5.2.1. Минимизация числа состояний синхронного автомата методом Полла-Ангера
- •5.2.2. Минимизация числа состояний автомата Мура методом l-эквивалентных разбиений
- •5.2.3. Минимизация числа состояний автомата Мили методом l-эквивалентных разбиений
- •5.3. Структурный синтез цифровых автоматов
- •5.3.1. Типы элементарных автоматов, обладающие полной системой переходов-выходов
- •5.3.2. Основные этапы структурного синтеза
- •5.4. Рациональный выбор варианта кодирования состояний синхронных автоматов
- •Вопросы для самоконтроля
- •Библиографический список
- •Задания для выполнения самостоятельных работ
- •Илья Викторович потапов, канд. Техн. Наук, доцент элементы прикладной теории цифровых автоматов
2.4.3. Умножение инверсных кодов чисел
Выполнение умножения инверсных кодов чисел аналогично умножению прямых кодов, но с некоторыми отличиями. Во-первых, при использовании модифицированного сдвига (сохраняющего знак сумматора или регистра множимого) знак произведения формируется автоматически. Во-вторых, при отрицательном множителе необходима коррекция произведения.
Коррекция произведения выполняется следующим образом. Пусть отрицательный множитель B задан в инверсном коде. Тогда в его цифровых разрядах (разрядах после запятой) содержатся величины или для дополнительного и обратного кода соответственно. В результате выполнения n циклов умножения на сумматоре в случае дополнительного кода будет сформировано произведение , а в случае обратного кода . В обоих случаях истинное произведение представляет собой ( ).
Для выполнения коррекции при использовании обратного кода к содержимому сумматора после умножения необходимо прибавить сначала , а в следующем такте . При умножении младшими разрядами вперед поправка может быть заменена прибавлением величины перед выполнением умножения, а поправка делается после умножения. При умножении обратных кодов чисел старшими разрядами вперед поправка после выполнения n циклов умножения автоматически образуется в регистре множимого и ее необходимо прибавить к сумматору, а поправка делается перед началом выполнения умножения, поэтому в рассматриваемом случае для коррекции произведения перед выполнением умножения из сумматора вычитается содержимое регистра множимого (прибавляется ), а после выполнения n циклов умножения содержимое регистра множимого снова прибавляется к содержимому сумматора, но без изменения знака.
Коррекция произведения дополнительных кодов чисел при умножении младшими разрядами вперед (неподвижное множимое) осуществляется путем вычитания содержимого регистра множимого из сумматора после выполнения n циклов умножения. При умножении старшими разрядами вперед необходимо вычитать из содержимого сумматора множимое (прибавлять ) до начала выполнения умножения.
Сказанное можно компактно представить в виде табл. 2.4.
Таблица 2.4
В обратном коде |
В дополнительном коде |
||
мл. разрядами |
ст. разрядами |
мл. разрядами |
ст. разрядами |
1. |
1. |
1. Умножение |
1. |
2. Умножение |
2. Умножение |
2. |
2. Умножение |
3. |
(сдвинутое на n разрядов содержимое регистра множимого) |
|
|
Пример.
Умножение младшими разрядами вперед.
[А]д = 0,110001;
[В]д = 1,011011;
С = А В.
1 . +
2 . +
3.
4 . +
5. +
6.
7. –
О кр. +
Таким образом, ограничивая результат шестью разрядами, получим:
Это число денормализовано, поэтому в случае умножения с плавающей запятой необходимо выполнить нормализацию.
В прямом коде результат умножения запишется следующим образом: