IT News

Пн27032017

Last updateВс, 29 Янв 2017 11pm

Вы здесь: Главная Статьи Статьи ИТ Как компьютер складывает числа?

Как компьютер складывает числа?

inout

Все компьютерные вычисления производятся в дво­ичной системе с использованием базовых электрон­ных элементов - разнообразных видов переключате­лей. Некоторые из этих переключателей - AND(и), OR(или), XOR(исключающее или) - называются логическими элементами, потому что каждый из них дает логический предустановленный результат при использовании двоичного кода.

Поскольку они ра­ботают и на проведении и на сопротивлении элект­рического тока: нет напряжения - означает 0, есть напряжение - означает 1, логические элементы ина­че называются воротами.

Все эти «ворота» похожи между собой тем, что каждый из них имеет больше одного ввода, но всего один вывод. Логический элемент AND(и) дает 1 на выводе, только если все его вводы соответствуют единице. Точно так же «ворота» OR(или) дают ноль на выводе, если все его вводы равны 0. «Ворота» XOR(исключающее или), напротив, дают 1 на выво­де, если на вводе один 0 и одна 1, и производят 0, когда на вводе два ноля и две единицы. Всего на трех элементах, подобных этим, компьютерщики разра­ботали компьютерные схемы (нижняя диаграмма справа), такие как сумматорная схема, которая вы­полняет сложение.

Полусумматор назван так потому, что он может складывать только две цифры в двоичной системе и производить результат, состоящий из одной цифры и одного переноса. По­скольку они не могут оперировать со следующими один за другим переносами, полусумматоры часто используются в качестве первой строки логической схемы. Каждый полный сумматор может оперировать с двумя цифрами и переносом и принимать перенос из предыдущей суммы в цепи.

Сумматоры справляются с любыми арифметичес­кими задачами, поскольку сложение является основ­ным арифметическим действием: умножение - это повторное сложение, вычитание - это прибавление отрицательного числа, деление - это повторное вы­читание.

Логическая схема ввода/вывода

«Ворота» AND(и) выпустят 1, если на обоих вводах окажется 1. Любая другая комбинация на вводе произведет 0 на выводе.

«Ворота» OR(или) выпустят ноль, если на обоих вводах окажется ноль. Если хотя бы на одном из вводов появится единица, то следует ожидать единицу и на выводе. 

«Ворота» XOR(исключающее или) выпустят 0, если оба ввода впустят по нулю или по единице. Если на вводе 1 и 0, на выводе будет 1.

Как работает полусумматор

Наверху представлена схема сложения двух одноцифровых двоичных чисел, состоящая из схемы XOR(сверху) и схемы AND(внизу). При слбжении двух единиц напряжение верхнего сумматорного канала проходит через ворота XORи дает 0 на выходе. Ворота ANDпреобразовывают две единицы на вводе в одну 1 на выводе. Результат 10 (читается как один-ноль) двоичной системы соответствует числу 2 десятичной системы.

 

Полный сумматор

В комбинации полусумматор (сверху) и полный сумматор (снизу) могут выполнять операции с большими числами, требующими переноса. Чтобы сложить 2 и 3 или 10 и 11 в двоичном исчисле­нии, полусумматор начинает работу с ворот XORи производит 1. Ворота ANDгенерируют 0, который переносится в полный сумматор. В свою очередь, полный сумматор проводит напряжение числа 11 через пять ворот, подбирает перенос из полусумматора и выводит 1 и 0. Когда эти цифры комбинируются с 1 из полусумматора, получается результат 101, или 5 в десятичном исчислении. Для сложения больших чисел используется больше полусумматоров, один для каждой цифры двоично­го кода.

Вы здесь: Главная Статьи Статьи ИТ Как компьютер складывает числа?

Популярные материалы из данной категории:

системный блок

Виды корпусов и блоков питания системного блока

Системный блок – корпус компьютера, в котором находятся основные элементы персонального компьютера или сервера. Его задача в защите внутренней компоновки компьютера от воздействия извне и механических повреждений. Так же не маловажное назначение системного…
bpwin1

BPWin. Лабораторная работа №1

Тема: Знакомство с CASE-средством разработки информационных систем BPwin Цель работы: познакомиться с CASE-средством BPwin фирмы Computer Associates, научиться строить модель в методологии IDEF0 . Порядок работы:1. Ознакомиться с принципами построения модели…

Что такое двоичный код?

Всем известно, что компьютеры могут выполнять вычисления с большими группами данных на огромной скорости. Но не все знают, что эти действия зависят всего от двух условий: есть или нет ток и какое напряжение.
первый калькулятор

Кто изобрел первый калькулятор?

Интеллектуальное брожение в 17 веке привело к новым высотам и открытиям в математике, что значительно облегчило труд тех, кто неустанно разрабатывал калькуляторы.

Как работает мобильный (сотовый) телефон

Связь мобильных, или, как их еще называют, сотовых, телефонов осуществляется не при…

Как работает факс

Факсимильная, или факс машина была изобретена в 1842 году, но популярность обрела лишь в…

Как работает пейджер

Как и сотовые телефоны, электронные пейджеры передают и принимают сигналы при помощи…

Как работает клавиатура компьютера

В большинстве компьютерных систем клавиатура яв­ляется панелью управления, через которую…

Что такое оптоволокно?

Как свет передает информацию? Фиброоптическая связь - это способ передачи информации за…

Как происходит аналого-цифровое преобразование

Мир полон изменяемых величин. Некоторые величины изменяются непрерывно, некоторые шаг за…
дифференциальный двигатель

Кто придумал первый компьютер

В 19 веке, задолго до наступления эпохи электричества, англичанин Чарльз Бэббидж так…
информационные технологии

Информационные технологии

Информационные технологии. Что это? В последнее время, так часто, приходится слышать о…