Методические рекомендации к практической работе по УД «Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем»

Государственное автономное профессиональное образовательное учреждение иркутской области

«Ангарский техникум строительных технологий»

«Перевод чисел из одной системы счисления в другую»

Методические рекомендации

к практической работе

по УД «Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем»

Ангарск, 2015г.

Рассмотрена на заседании ПЦК естественнонаучного цикла Протокол № ____ от «___»______20___г. Председатель ПЦК _____________

УТВЕРЖДАЮ Директор АТСТ ____________/В.Н. Леснов/ «___»_____________20___г.

Автор:	Дорош Е.Г., преподаватель информатики
Рецензент:	Рецензент: _________________, Лихтер Ирина Исаевна преподаватель информатики высшей квалификационной категории, зав. отделением ГБПОУ ИО «Ангарский автотранспортный техникум»

СОДЕРЖАНИЕ

Пояснительная записка………………………………………………..4

Учебно-тематический план …………………………………………...5

Глоссарий………………………………………………………………...5 Теоретические сведения………………………………………………..6 Методические советы и рекомендации к заданиям………………...6 Литература………………………………………………………………17 Приложения……………………………………………………………..18

Пояснительная записка.

Методические указания к практическим занятиям и для самостоятельной работы разработаны в соответствии с рабочей программой учебной дисциплины «Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем», федеральными государственными стандартами для обучающихся 1курса.

В работе рассматриваются методы перевода из одной системы счисления в другую. Методическое пособие может быть рекомендовано для студентов СПО специальностей «Информационные системы в строительстве», изучающих дисциплину «Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем»

Методические указания предназначены для изучения темы «Перевод чисел из одной системы счисления в другую», содержание которой позволяет:

- овладеть приемами перевода чисел из одной системы счисления в другую, изучение основных способов перевода из одной системы счисления в другую.

Методические указания содержат необходимые теоретические сведения в виде глоссария терминов, а также пошаговые инструкции и советы по выполнению основных операций. Приведены задания для закрепления теоретического материала на практических занятиях и при самостоятельной работе обучающихся.

Новизна данного методического указания заключается в том, что её содержание выстроено под содержание учебной программы для образовательных учреждений среднего профессионального образования.

Задачи методических указаний научить обучающихся определить основных характеристики ЦП и освоить работу с программой CPU-Z.

Данная методическая разработка содержит учебно-тематический план учебной дисциплины «Основы архитектуры, устройство и функционирование вычислительных систем», пошаговое выполнение работ, список используемой литературы.

Уровень качества усвоения знаний обучающихся оценивается в рамках экзамена.

Учебно-тематический план

Тема 1. Представление информации в вычислительных системах	Содержание
	1-2	Становление и эволюция цифровой вычислительной техники. Уровни детализации структуры вычислительной машины. Эволюция средств автоматизации вычислений. Нулевое поколение (1492-1945). Первое поколение (1937-1953). Второе поколение(1954-1962). Третье поколение(1963-1972). Четвертое поколение (1972-1984). Пятое поколение(1984-1990). Шестое поколение (1990-)
	3-4	Системы счисления. Непозиционные и позиционные системы счисления. Системы счисления, используемые в ЭВМ. Свойства по­зиционных систем счисления. Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
	5	Алгебраическое представление двоичных чисел: прямой, обратный и дополнительные коды. Использование обратного и дополнительного двоичных кодов для реализации всех арифметических операций с помощью суммирующего устройства. Опера­ции с числами в прямом двоичном, восьмеричном и шестнадцатеричном кодах. Представление чисел в ЭВМ: естественная и нормальная формы. Форматы хранения чисел в ЭВМ.
	10-11	Представление информации в ЭВМ. Виды информации и способы ее представления в ЭВМ. Кодирование информации. Символьные коды: ASCII, UNICODE и др. Кодирование графической информации. Двоичное кодирование звуковой информации. Сжатие информации. Кодирование видеоинформации. Стандарт MPEG
	13-14	Логические элементы и узлы ЭВМ. Базовые логические операции и схемы. Таблица истинности конъюнкции. Таблица истинности для логической суммы высказываний. Таблица истинности отрицания. Таблица истинности схемы: «И-НЕ», «ИЛИ-НЕ». Таблица истинности операции эквивалентности. Таблица истинности импликации.
	15	Схемные логические элементы ЭВМ: регистры, вентили, триггеры, полусумматоры  и  сумматоры.  Таблицы  истинности   RS-,  JK-  и T-триггера
	16	Логические узлы ЭВМ и их классификация. Сумматоры, дешифраторы, программируемые логические матрицы, их назначение и применение.
	Практические занятия
	6-7	Перевод чисел из одной системы счисления в другую.
	8-9	Выполнение операций над числами в естественной и нормальной формах
	12	Кодирование информации
	17-18	Изучение работы триггеров RS-, JK-, Т-, D-.
	19	Изучение работы комбинационных схем.
	20 Контрольная работа по теме «Представление информации в вычислительных системах»
	Самостоятельная работа обучающихся: повторная работа над учебным материалом (учебная и дополнительная литература, конспекты); подготовить презентацию / сообщение: «История развития вычислительной техники», «Микросхемы с логическими элементами», «Использование сумматоров в вычислительной технике»

Глоссарий

Наименование	Значение
Драйвер	компьютерное программное обеспечение, с помощью которого другое программное обеспечение (операционная система) получает доступ к аппаратному обеспечению некоторого устройства.
Контроллер	специализированное техническое устройство, предназначенное для управления другими устройствами путем получения информации в виде цифровых данных или аналого-дискретного сигнала от внешнего устройства
Параллельный порт	тип интерфейса, разработанный для компьютеров (персональных и других) для подключения различных периферийных устройств.

I. Теоретическая часть.

1.1. Перевод из одной системы счисления в другую

Под системой счисления понимается способ представления любого числа с помощью некоторого алфавита символов, называемых цифрами.

Все системы счисления делятся на позиционные и непозиционные. Непозиционными системами являются такие системы счисления, в которых каждый символ сохраняет свое значение независимо от места его положения в числе. Примером непозиционной системы счисления является римская система. К недостаткам таких систем относятся наличие большого количества знаков и сложность выполнения арифметических операций.

Система счисления называется позиционной, если одна и та же цифра имеет различное значение, определяющееся позицией цифры в последовательности цифр, изображающей число. Это значение меняется в однозначной зависимости от позиции, занимаемой цифрой, по некоторому закону. Примером позиционной системы счисления является десятичная система, используемая в повседневной жизни.

Количество p различных цифр, употребляемых в позиционной системе определяет название системы счисления и называется основанием системы счисления "p".

В десятичной системе используются десять цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9; эта система имеет основанием число десять.

В ЭВМ применяют позиционные системы счисления с недесятичным основанием: двоичную, восьмеричную, шестнадцатеричную. В аппаратной основе ЭВМ лежат двухпозиционные элементы, которые могут находиться только в двух состояниях; одно из них обозначается 0, а другое 1. Поэтому основной системой счисления применяемой в ЭВМ является двоичная система.

Двоичная система счисления. Используется две цифры: 0 и 1.

Восьмеричная система счисления. Используется восемь цифр: 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7

Употребляется в ЭВМ как вспомогательная для записи информации в сокращенном виде. Для представления одной цифры восьмеричной системы используется три двоичных разряда (триада) (Таблица 1).

Шестнадцатеричная система счисления. Для изображения чисел употребляются 16 цифр. Первые десять цифр этой системы обозначаются цифрами от 0 до 9, а старшие шесть цифр латинскими буквами:

10=A,

11=B,

12=C,

13=D,

14=E,

15=F.

Шестнадцатеричная система используется для записи информации в сокращенном виде. Для представления одной цифры шестнадцатеричной системы счисления используется четыре двоичных разряда (тетрада) (Таблица 1).

Таблица 1. Наиболее важные системы счисления.

Перевод чисел в десятичную систему осуществляется путем составления степенного ряда с основанием той системы, из которой число переводится. Затем подсчитывается значение суммы.

Перевод целых десятичных чисел в недесятичную систему счисления осуществляется последовательным делением десятичного числа на основание той системы, в которую оно переводится, до тех пор, пока не получится частное меньшее этого основания. Число в новой системе записывается в виде остатков деления, начиная с последнего.

Перевод правильных дробей из десятичной системы счисления в

недесятичную.

Для перевода правильной десятичной дроби в другую систему эту дробь надо последовательно умножать на основание той системы, в которую она переводится. При этом умножаются только дробные части. Дробь в новой системе записывается в виде целых частей произведений, начиная с первого.

может соответствовать бесконечная (иногда периодическая) дробь. В этом случае количество знаков в представлении дроби в новой системе берется в зависимости от требуемой точности.

Задание 6. Перевести 0.6510 из «10» в «2» с.с. Точность 6 знаков.

Для перевода неправильной десятичной дроби в систему счисления с недесятичным основанием необходимо отдельно перевести целую часть и отдельно дробную.

Задание 7.

Перевести 23.12510 из «10» в «2» с.с.

Необходимо отметить, что целые числа остаются целыми, а правильные дроби дробями в любой системе счисления. Для перевода восьмеричного или шестнадцатеричного числа в двоичную форму достаточно заменить каждую цифру этого числа соответствующим трехразрядным двоичным числом (триадой) (Таб. 1) или четырехразрядным двоичным числом (тетрадой) (Таб. 1), при этом отбрасывают ненужные нули в старших и младших разрядах.

Задание 8.

а)Перевести 305.47 из «8» в «10» с.с. б)Перевести 7B2.E16 из «16» в «10».

Для перехода от двоичной к восьмеричной (шестнадцатеричной) системе поступают следующим образом: двигаясь от точки влево и вправо, разбивают двоичное число на группы по три (четыре) разряда, дополняя при необходимости нулями крайние левую и правую группы. Затем триаду (тетраду) заменяют соответствующей восьмеричной (шестнадцатеричной) цифрой.

Задание 9.

а) Перевести 1101111001.1101 из «2» в «8» с.с.

б) Перевести 11111111011.100111 из «2» в «16» с.с.

Перевод из восьмеричной в шестнадцатеричную систему и обратно осуществляется через двоичную систему с помощью триад и тетрад.

Задание 10.

Перевести 175.248 "16" с.с.

II. Практическая часть

Задание 2. Перевести 10101101.101 из «2» в «16», «8» и «10» с.с.

При одновременном использовании нескольких различных систем счисления основание системы, к которой относится число, указывается в виде нижнего индекса.

Задание 3. Переведите самостоятельно.

а) Перевести 703.048 из «10» в «2», затем в «8» и наконец, в «16»

б) Перевести B2E.416 из «16» в «10», затем в «8».

Задание 4.

а) Перевести 18110 из «10» в «2».

б) Перевести 62210 из «8» в «2», затем в «10».

ЛИТЕРАТУРА

Основные источники:

1. Максимов, Н.В. Технические средства информатизации/ Н.В. Максимов, И.И. Попов, Т.Л. Партыка. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2010.

Дополнительные источники:

1. Попов, И.И. Вычислительная техника: учеб. пособие/ И.И. Попов, Т.Л. Партыка. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2007.

2. Колдаев, В.Д. Архитектура ЭВМ: учеб. пособие/ В.Д. Колдаев, С.А. Лупин. – М.: ФОРУМ: ИНФРА-М, 2009.

3. Интернет-ресурс «Компьютерные новости – обзор новых комплектующих компьютера» http://razgonu.ru/1838-xarakteristiki-processora.html

12