Aritmética Binária e Caminho de Dados. Aritmética Binária Caminho de Dados

Documentos relacionados
Arquitetura e Organização de Computadores

Sistemas de Numeração. Exemplos de Sistemas de Numeração (1) Exemplos de Sistemas de Numeração (2) Sistemas de Numeração

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES

Aritmética Computacional Aula 01. Professor: André Luis Meneses Silva orgearq20091.wordpress.com

PARTE I I: ARITMÉTICA COMPUTACIONAL ARQUITETURA DE COMPUTADORES ANTONIO RAMOS DE CARVALHO JÚNIOR

Arquitetura e Organização de Computadores

ELETRÔNICA DIGITAL I

Universidade Federal de Uberlândia Faculdade de Computação. Representação e aritmética binária

3. Revisão de Eletrônica Digital

Aula 3 - Representação de Dados

Arquitectura de Computadores I

Aritmética Binária e Complemento a Base. Introdução ao Computador 2010/1 Renan Manola

Circuitos Lógicos. Capítulo 9 Aritmérica Digital: Operações e Circuitos

Operações com números binários

Arquitetura de Computadores I

Aritmética dos Computadores

Ponto Fixo e Ponto Flutuante

Arquitetura de Computadores

Introdução à Computação

Organização de Computadores I

MAT115 Introdução ao Processamento de Dados Professor: Ibirisol Fontes Ferreira DCC: Departamento de Ciência da Computação

SISTEMA DE NUMERAÇÃO. Introdução a Informática. Vinícius Pádua

Sistemas de Computação

Números Binários. Apêndice A V1.0

Organização e Arquitetura de Computadores I

Arquitetura e Organização de Computadores. Sistemas Numéricos

REPRESENTAÇÃO DE DADOS. Prof. Maicon A. Sartin

Introdução à Computação

Circuitos Lógicos Aula 22

CIRCUITOS ARITMÉTICOS (Unidade 4)

Estouro e Representação em Ponto Flutuante

ARITMÉTICA BINÁRIA. Adão de Melo Neto

Sistemas de Computação Gabarito - Lista 2

1/50. Conceitos Básicos. Programa Básico

Capítulo 4. This material may not be copied or distributed for commercial purposes without express written permission of the copyright holder.

Na Aula Anterior... Operações Aritméticas e Lógicas

Operações Aritméticas e Lógicas e Avaliação de Condições

Aritmética de Ponto Fixo

Universidade Federal de Santa Catarina Centro Tecnológico Departamento de Informática e Estatística Ciências da Computação & Engenharia Eletrônica

Sistemas Digitais Módulo 2 Representações com Sinal e Aritmética Digital

Representação de quantidade(número) Expressão de significância posicional

Aula 9. Aritmética Binária. SEL Sistemas Digitais. Prof. Dr. Marcelo Andrade da Costa Vieira

Pontifícia Universidade Católica do Rio Grande do Sul Faculdade de Engenharia Lógica Computacional Aplicada. Prof. Dr. Fabian Vargas.

Na Aula Anterior... Operações Aritméticas e Lógicas. Nesta Aula. Instruções Aritméticas (N e Z) Exemplo 11/03/2019

Aritmética Computacional (Multiplicação e Divisão) Capítulo 4

Aula Expositiva 2. DCC 001 Programação de Computadores. 2º Semestre de 2011 Prof. Osvaldo Carvalho UFMG DCC

ORGANIZAÇÃO E ARQUITETURA DE COMPUTADORES I. Qualificadores. prof. Dr. César Augusto M. Marcon prof. Dr. Edson Ifarraguirre Moreno

Representação de quantidade(número)

Disciplina: Introdução à Engenharia da Computação

Aula de hoje. Códigos numéricos. Códigos binários. Armazenamento de dados. Armazenamento de dados. Armazenamento de dados

SSC0114 Arquitetura de Computadores

Dessa forma pode-se transformar qualquer número em qualquer base para a base 10.

Lista de Exercícios 110 Bases numéricas (lista adaptada das listas do prof. Tiago Dezuo)

S is temas numéricos e a Repres entação Interna dos Dados no Computador

Notas de Aula Guilherme Sipahi Arquitetura de Computadores

Aula 9: Estouro e Representação em Ponto Flutuante

Organização e Arquitetura de computadores

William Stallings Arquitetura e Organização de Computadores 8 a Edição

Circuitos Digitais. Conteúdo. Soma de Números Binários. Soma de Números Binários. Exemplos. Exemplos. Aritmética Binária

Índice. 1.2 Sistemas Numéricos em uma Base B Qualquer

ARQUITETURA DE COMPUTADORES

REPRESENTAÇÃO DE NÚMEROS EM BINÁRIO E HEXADECIMAL

Prof. Leonardo Augusto Casillo

Técnico em Eletrônica Módulo I Eletrônica Digital (ED) - Prof. Samuel M. B. Cavalcante

Representação de Números em Ponto Flutuante

Capítulo 6 Aritmética Digital: Operações e Circuitos

Aula 2 - Sistemas de Numeração

Aritmética Computacional (Ponto Flutuante) Capítulo 4

Infraestrutura de Hardware

a) Calcule o valor médio de CPI apresentado na execução deste programa P, utilizando-se C1 sem e com otimização. Resposta:

Circuitos Digitais Primeira Lista de Exercícios

Guia Rápido MIPS. Tipos de Dados e Formatações

Projeto de Somador com e sem Sinal. Qualificadores

Capítulo 2. Representação de números em vírgula flutuante

Cálculo Numérico Conceitos Básicos

Capítulo 04 : Sistemas Numéricos

Formação dos números: Aplicação da fórmula geral para o numero

Unidade III. Sistemas Numéricos e o Computador

Organização e Arquitetura de Computadores I

ELE 0316 / ELE 0937 Eletrônica Básica

Aula 9: Estouro e Representação em Ponto Flutuante

CAPÍTULO 6 ARITMÉTICA DIGITAL

Cálculo Numérico - Mat 215. Prof. Dirceu Melo. Prof. Dirceu Melo - MAT215

MULTIPLEXADOR E DEMULTIPLEXADOR (Unidade 4)

Sistemas Binários. José Delgado Arquitetura de Computadores Sistemas binários 1

ARQUITETURA DE COMPUTADORES

Organização de Computadores

ORGANIZAÇÃO BÁSICA DE COMPUTADORES E LINGUAGEM DE MONTAGEM. Conceitos Básicos ORGANIZAÇÃO BÁSICA DE COMPUTADORES E LINGUAGEM DE MONTAGEM

4. Modelo de Programação do DLX Introdução

Introdução. A Informação e sua Representação (Parte III) Universidade Federal de Campina Grande Departamento de Sistemas e Computação

Aula 11. A Informação e sua Representação Ponto-Flutuante. Prof. Dr. Dilermando Piva Jr.

Números binários e erros

Capítulo 2. Representação de dados em sistemas computacionais

Sistemas de Numeração

Guilherme Martini Gustavo Schmid de Jesus Luís Armando Bianchin Márcio José Mello da Silva

TP062-Métodos Numéricos para Engenharia de Produção Erros-Ponto Flutuante

PCS 3115 (PCS2215) Blocos básicos

Sistemas Digitais Circuitos Aritméticos e Representação de Números com Sinal

Capítulo V Sistemas Numéricos

Transcrição:

ritmética Binária Caminho de Dados Ivanildo Miranda Octávio ugusto Deiroz Representação Binárias Representação Hexadecimal Números sem Sinal Números com Sinal Operações ritméticas (soma e subtração) com inteiros Operações Lógicas Instruções do MIPS Construção de uma UL Multiplicação Divisão Representação em ponto flutuante

Representação Binária Notação Posicional Decimais 547 = 5 x 2 + 4 x + 7 x Notação Posicional Binária = x 2 9 + x 2 8 + x 2 7 + x 2 6 + x 2 5 + x 2 4 + x 2 3 + x 2 2 + x 2 + x 2 Representação Binária lgoritmo de conversão de Decimal Para Binário 35 2 7 2 8 2 4 2 2 2 2 ssim : 35 = 2 2

Representação Hexadecimal 2 3 4 5 6 7 8 9 B C D E F ssim : 35 = 2 = 2 = 2 3 6 Observe que foram acrescentados s não significativos à representação binária, para facilitar a conversão Números sem Sinal Os registradores do MIPS são de 32 bits e portanto os números inteiros são representados como padrões de 32 bits. Podemos ter duas situações : números sem e com sinal No primeiro caso, podemos ter 2 32 combinações, o que nos permite representar de a 2 32 - ( a 4.294.967.295) Como representar números com sinal? 3

Números com Sinal Como representar números com sinal? Primeira idéia : Reservar um dos bits para o sinal - representa números positivos representa números negativos S 3 29 28 27 26 25 24........................ 5 4 3 2 Números com Sinal Problemas com o uso do bit mais significativo para representar o sinal : Estabelecer o valor do bit de sinal, após as operações (necessita de uma tabela de comparações) Existência de dois zeros (um positivo e outro negativo) 4

lternativa : Números com Sinal Representar os números como complemento de 2, ou seja, todos os números iniciados com são positivos e todos os números iniciados com são negativos. : = = = 2.................. = 2.47.483.647 = -2.47.483.648 = -2.47.483.647 = -2.47.483.646.................. = -2 = - Soma de Inteiros sem Sinal Soma Segue o mesmo procedimento da soma de decimais : Exemplo : 7+6 = 68 Vai Um->...... Total 5

Soma e Subtração de Inteiros com Sinal Subtração : Exemplo : 68-6=7 => 68+(-6)=7 Basta somar o complemento : Vai Um->...... Total Operações Lógicas - ND ND (E) Exemplo :.B=C B C B.B 6

7 Operações Lógicas - OR Operações Lógicas - OR OR (OU) +B=C +B B C B Exemplo : Operações Lógicas - NOT Operações Lógicas - NOT NOT () B Exemplo : NOT (Negação) =B

chando o complemento de um número Basta inverter o número e somar Exemplo : char o complemento de 7 7 NOT (7) (+) = -7............ Instruções MIPS Tabela Resumo Categoria Instrução Exemplo Resultado add add $s,$s2,$s3 $s = $s2 + $s3 addi addi $s,$s2,k $s = $s2 + k ritmética addu addiu addu $s,$s2,$s3 addiu $s,$s2,k $s = $s2 + $s3 $s = $s2 + k sub sub $s,$s2,$s3 $s = $s2 - $s3 subu subu $s,$s2,$s3 $s = $s2 - $s3 and and $s,$s2,$s3 $s = $s2 & $s3 Lógica andi or andi $s,$s2,k or $s,$s2,$s3 $s = $s2 & k $s = $s2! $s3 ori ori $s,$s2,k $s = $s2! k 8

Instruções MIPS Categoria Instrução Exemplo Resultado Lógica (Deslocamento) sll srl sll $s,$s2,k srl $s,$s2,k $s = $s2 << k $s = $s2 >> k ND B & B OR B! B NOT 9

Multiplexador S (Seletor) B =, se S= ou B, se S= Unidade Lógica de bit para realizar ND e OR a S (Seletor) resultado b

Unidade Lógica de bit para realizar ND e OR a S (Seletor) resultado b Circuito para Geração do vai-um (Carry-out) CarryIn a CarryOut b CarryOut=(b.CarryIn)+(a.CarryIn)+(a.b)+(a.b.CarryIn)

a b CarryIn Circuito para Geração da Soma Soma Soma=(a.b.CarryIn)+(a.b.CarryIn)+(a.b.CarryIn)+(a.b.CarryIn) UL de bit Operação CarryIn a resultado b + CarryOut 2

UL de bit com subtração Operação CarryIn a binvertido resultado b + CarryOut UL com implementação de SLT a binvertido CarryIn Operação b + resultado menor CarryOut Set Detecção de overflow Overflow 3

CarryIn Operação a binvertido b Resultado a b Menor CarryOut Resultado a2 b2 Resultado2 a3 b3 Resultado3 Set Overflow Detecção de Resultado Resultado Resultado2 Zero Resultado3 4

Construção de uma UL Sistema de Carry em cascata apresenta problemas de desempenho Solução : Implementar um sistema Carry Lookahead 5

Construção de uma UL Usando Uma UL para Multiplicar 6

Usando Uma UL para Multiplicar Melhorado Usando Uma UL para Multiplicar Melhorado 2 7

Usando Uma UL para Dividir Usando Uma UL para Dividir Melhorado 8

Usando Uma UL para Dividir Melhorado 2 Operações em Ponto Flutuante Representação em Ponto Flutuante Precisão Simples 3 3 29 28 27 26 25 24 23 22 2 2 9 8 7 6 5 4 3 9 8 7 6 5 4 3 2 s expoente mantissa bit 8 bits 23 bits Precisão Dupla 3 3 29 28 27 26 25 24 23 22 2 2 9 8 7 6 5 4 3 9 8 7 6 5 4 3 2 s bit expoente bits mantissa 23 bits Mantissa - continuação - 32 bits 9

Operações em Ponto Flutuante Representação em Ponto Flutuante - Detalhes O número da mantissa não é representado conversão para decimal se dá pela fórmula (-) s x (+mantissa) (Expoente-peso) Notação normalizada pelo padrão IEEE754 Propriedades de números reais nem sempre são verdadeiras usando notação de ponto flutuante. Exemplo : x 38 + x 38 x 38 x 38 + Operações em Ponto Flutuante lgoritmo de soma em ponto flutuante 2

Operações em Ponto Flutuante Somador em ponto flutuante Operações em Ponto Flutuante Somador em ponto flutuante 2