Файл: Каган Б.М. Цифровые вычислительные машины и системы учеб. пособие.pdf

При закреплении за отдельными знаками — десятич­ ными цифрами, буквами и др. — определенных двоичных кодов необходимо учитывать требования автоматизации обработки данных. Процессы обработки данных на ма­ шине упрощаются, если при кодировании символов при­ меняется весовой принцип. Двоичное число, соответству­ ющее коду символа, называется его весом. При весовом кодировании веса кодов цифр последовательно возрас­ тают, а веса кодов букв увеличиваются в алфавитном порядке. Вес кода буквы Б на единицу больше веса кода буквы Л и т . д., а код пробела меньше веса кода буквы А.

Если необходимо расположить список фамилий в ал­ фавитном порядке, то при весовом принципе кодирова­ ния эта операция может быть выполнена машиной пу­ тем сравнения двоичных чисел, соответствующих кодо­ вым изображениям фамилий.

Рассмотрим примеры кодирования алфавитно-цифро­ вой информации. В случае использования кода EBCDIC выражение USSR 1917 будет храниться в памяти ЦВМ в виде алфавитно-цифрового слова из восьми байтов:

Заметим, что в рассматриваемом коде, как это при­ нято в литературе на английском языке, целая часть чи­ сла отделяется от дробной части точкой, а не запятой.

Системы команд ЦВМ предусматривают выполнение над хранимыми в памяти алфавитно-цифровыми слова­ ми различных логических операций: ввод и вывод алфа­ витно-цифровой информации, передача из одного места памяти в другое, передача в регистры процессора, про­ верка д а совпадения слов или частей слов, сравнение цифровых кодов слов или их частей по величине и др. Однако в системах команд ЦВМ обычно нет арифмети­ ческих операций над числовыми данными, представлен­ ными в виде кодов алфавитно-цифровых символов, так

85

как затруднительно выделять цифровые данные среди других символов — букв, знаков препинания и др.

С целью экономии объема памяти путем более плот­ ной упаковки числовых десятичных данных и для удоб­ ства выполнения над ними арифметических операций в машинах с байтовым представлением информации на­ ряду с описанным выше способом представления алфа­ витно-цифровых символов предусматриваются специаль­

Рис. 2-6. Представление десятичной информации.

а — зонный (распакованный) формат; б— упакованный формат.

сятичные данные (рис. 2-6) рассматриваются как деся­ тичные числа со знаком. Числа могут иметь переменную длину. Для представления отрицательных чисел исполь­ зуется прямой код.

Десятичные цифры 0, 1, ..., 9 кодируются четырьмя двоичными разрядами в двоично-десятичной системе — коде 8421 (0000—1001). Неиспользуемые при этом ком­ бинации четырехразрядных кодов (1010—1111) служат для кодирования знаков и служебного символа.

В случае зонного формата представления десятичной информации в каждом байте содержится только одна десятичная цифра и служебный знак (зона). При этом четыре правых разряда байта служат для представле­ ния десятичной цифры в двоично-десятичном коде, а че­ тыре левых заняты специальным четырехразрядным ко­ дом, называемым «зоной». Младший байт в этом фор­ мате состоит из кодов знака и младшей десятичной цифры числа.

1 Показанные на рис. 2-6 форматы для десятичных чисел при­ меняются в вычислительной системе IB M 360 и Е С Э В М .

Для знаков «+», «—» и зоны в системе IBM 360 ис­ пользуются разные коды в зависимости от применяемой системы кодирования символов (EBCDIC или ASCII-8).

при этом информация о месте расположения десятичной запятой (точки) фиксируется в самой программе задачи. Заметим, что в этом формате все цифры, кроме цифры младшего разряда, представляются согласно коду EBCDIC.

В случае десятичного числа без знака в левые четыре разряда младшего байта записывается код зоны. При­ веденный пример показывает, что зонный формат пред­ ставления десятичных данных по сравнению с кодами, принятыми для алфавитно-цифровой информации, поз­ воляет более экономно использовать объем памяти и ра­ бочее поле перфокарты. Экономия достигается за счет исключения десятичной запятой (точки) и размещения в одном байте (пробивки в одной колонке перфокарты) знака и младшей десятичной цифры.

экономия памяти. Такой способ представления называ­ ется упакованным десятичным форматом (рис. 2-6,6). В этом формате код знака размещается в правых четы­ рех разрядах младшего байта. Десятичное число всегда занимает целое число байтов. Если левые четыре разря­ да самого левого (старшего) байта оказываются свобод­ ными, они заполняются нулями.

87

В упакованном формате десятичное число может иметь длину от 1 до 16 байтов. В этом случае макси­ мальная длина числа 31 десятичная цифра плюс знак.

При выполнении операций над десятичными числами

ющие в операции, могут иметь неодинаковую длину. Они рассматриваются как целые числа, выравненные по младшим разрядам. Формат с зонной используется при операциях ввода-вывода десятичных данных.

В вычислительных системах, использующих форма­ ты, показанные на рис. 2-6, имеются команды для преоб­ разования десятичных чисел из зонного формата в упа­ кованный и обратно.

2-7. К О Д И Р О В А Н И Е К О М А Н Д

Вычислительная машина производит обработку ин­ формации, состоящую в ее запоминании, передаче из одних устройств в другие, выполнении над информацией арифметических и логических преобразований. Процесс обработки информации автоматизирован при помощи программного управления. Программа представляет со­ бой алгоритм переработки информации (например, ре­ шения математической задачи), записанный в виде по­ следовательности команд, которые должны быть выпол­ нены машиной для получения искомого результата.

Процесс обработки информации состоит из отдель­ ных операций машины. В данном случае под операцией понимаем преобразование информации, выполняемое машиной под воздействием одной команды. Содержани­ ем машинной операции может быть выполнение маши­ ной арифметического, логического или другого преобра­ зования над некоторыми машинными словами. Машин­ ные слова, над которыми в процессе машинной операции производится преобразование, будем называть операн­ дами. Команда представляет собой слово, содержащее информацию, необходимую для управления машиной операцией по переработке информации.

Команда должна указывать: а) какую операцию над­ лежит машине выполнить; б) над какими операндами выполняется операция; в) куда должен быть помещен

88