Компьютерная арифметика icon

Компьютерная арифметика


Смотрите также:
Исследовательская работа по предмету Математика Тема: «Арифметика наука о числе»...
Компьютерная арифметика...
Арифметика Диофанта...
Областное Государственное учреждение Региональный центр развития образования моу средняя...
Реферат по дисциплине: Информационные технологии в социальной сфере на тему: Компьютерная...
Урок английского языка в 3 классе по теме: “...
Методика рейтингового контроля знаний студентов по дисциплине опд...
Математические основы криптографии с открытым ключом. Теория делимости, алгоритм Евклида...
Рабочая программа дисциплины начертательная геометрия. Инженерная и компьютерная графика...
Компьютерная лингвистика: моделирование языкового общения...
Моу «сош ст. Евсино» Учебно-методический комплекс «Компьютерная графика Adobe PhotoShop»...
Рабочая программа учебной дисциплины ф тпу 1-21/01 утверждаю...



Загрузка...
скачать
Министерство образования Российской Федерации


Санкт-Петербургский государственный электротехнический

университет “ЛЭТИ”


РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


дисциплины



КОМПЬЮТЕРНАЯ АРИФМЕТИКА


Для

подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600 –“Информатика и вычислительная техника” по специальности 220100 – “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”.







Санкт-Петербург


2002

Санкт-Петербургский государственный электротехнический


университет “ЛЭТИ”


“УТВЕРЖДАЮ”



Проректор по учебной работе


проф. ___________ Ушаков В.Н.


“_____”_______________2002 г.


^ РАБОЧАЯ ПРОГРАММА


дисциплины



КОМПЬЮТЕРНАЯ АРИФМЕТИКА

Для

подготовки дипломированных специалистов по направлению 654600 – “Информатика и вычислительная техника” по специальности 220100 – “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”.



Факультет Компьютерных технологий и информатики

Кафедра Вычислительной техники


Курс – 3

Семестр –5



Лекции

48 ч.




Экзамен

семестр













5

Практические занятия

16 ч.




























Аудиторные занятия

64 ч.







Самостоятельные занятия

60 ч.




Всего часов

124 ч.









Санкт-Петербург


2002

Рабочая программа обсуждена на заседании кафедры Вычислительной техники “____”_______________2002 г., протокол №______.


Рабочая программа составлена в соответствии с государственным образовательным стандартом по направлению 654600 – “^ Информатика и вычислительная техника” и специальности 220100 – “Вычислительные машины, комплексы, системы и сети”.


Рабочая программа согласована с рабочей программой изученной ранее дисциплины:

1) Организация ЭВМ и систем.


Рабочая программа одобрена методической комиссией факультета Компьютерных технологий и информатики “____”_____________2002г.

^ Цели и задачи дисциплины


  1. Изучение основ представления данных, теории арифметических кодов, элементарных приемов обработки чисел с фиксированной и плавающей точкой, теории и практики мониторинга арифметических погрешностей, стандарта IEEE (P-754) и его реализации, арифметических аспектов языков программирования, направлений специализации арифметических систем

  2. ^ Формирование навыков анализа и синтеза программно-аппаратных арифметических объектов.


Требования к уровню освоения дисциплины


В результате изучения дисциплины студенты должны:


  1. ЗНАТЬ основы представления данных, теорию арифметических кодов на базе понятия модели числа, элементарные приемы обработки чисел с фиксированной и плавающей точкой, теорию и практику мониторинга арифметических погрешностей, стандарт IEEE (P-754) и его реализацию, арифметические аспекты языков программирования, направления специализации арифметических систем;




  1. УМЕТЬ проводить анализ и синтез программно-аппаратных арифметических объектов на базе четкого понимания механизма отображения данных на структуру;




  1. ИМЕТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ о современном состоянии и проблематике компьютерной реализации математических операций на всех уровнях иерархии вычислительных систем.



Содержание рабочей программы



Введение

Цель курса "Машинная арифметика и микропрограммное управление". Структура курса. Понятие компьютерной арифметики. Данные и информация. Количественные меры.


^ Тема 1. Понятие операционного устройства.

Общие сведения об иерархии управления и иерархии аппаратуры. Уровни рассмотрения операционных устройств: архитектура, организация, структура, реализация.


Тема 2. Числа как объект машинной обработки. Понятие системы счисления.

Модель числа. Понятие системы счисления и производные понятия. Инструментарий. Двоичная система счисления.


^ Тема 3. Арифметические коды.

Коды: натуральный, прямой, дополнительный, обратный. Их обоснование. Ключевая таблица формул количественного эквивалента. Принцип инвариантности представления положительных чисел.


^ Тема 4. Элементарные приемы арифметической обработки.

Алгебраическое сложение и проблема переполнения. Расширение разрядной сетки и арифметические сдвиги.


^ Тема 5. Представление данных с фиксированной точкой.

Вариантность положения двоичной точки. Характерные форматы. Базовая арифметика с фиксированной точкой. Каноническое АЛУ. Схемы формирования признаков результата. Понятие функционально полного набора арифметических операций.


^ Тема 6. Представление данных с плавающей точкой.

Введение в предметную область. Система нотации. Иерархия моделей данных вещественного типа. Обзор типичных форматов. Начальные сведения о стандарте IEEE (P-754). Базовая арифметика с плавающей точкой. Машинный нуль как особый объект обработки.


^ Тема 7. Арифметические погрешности.

Обзор типов вычислительных погрешностей: методическая, трансформированная, инструментальная. Способы измерения и количественные оценки. Взаимовлияние погрешностей. Теория и практика мониторинга трансформированной и инструментальной погрешностей. Вероятностные оценки результатов арифметических операций.


^ Тема 8. Методы и способы округления.

Классификация методов округления, инструментарий, графоаналитическая интерпретация, сравнительный анализ, области преимущественного использования.


^ Тема 9. Стандарт IEEE (P-754).

Обзор стандарта IEEE (P-754) на представление данных с плавающей точкой, его анализ и обоснование. Характерные объекты формата: формализованные и денормализованные числа, не-числа, актуальная бесконечность.


^ Тема 10. Реализация стандарта IEEE (P-754) на примере математического сопроцессора К1810ВМ87 (i8087).

Концепция и архитектура сопроцессора; его регистровая модель. Обзор системы инструкций.


Тема 11. Арифметические инструкции сопроцессора К1810ВМ87.

Пооперационный анализ арифметических инструкций. Примеры реализации расширенного набора элементарных и специальных функций. Особенности ассемблерного программирования.


Тема 12. Арифметические аспекты языков программирования.

Арифметические аспекты языков высокого уровня. Арифметика ассемблерного уровня.


^ Тема 13. Функциональная ориентация операционных блоков.

Классификация и обзор вычислительных систем с точки зрения функциональной ориентации их операционных блоков. Арифметические расширители, специализированные процессоры, функционально ориентированные процессоры, проблемно-ориентированные вычислительные системы, универсальные вычислительные системы. Обзор нетрадиционных арифметических систем.


^ Тема 14. Алгоритмы арифметических операций и схемы арифметических устройств.

Алгоритмы арифметических операций (сложение, умножение, деление) и комбинационные и микропрограммные схемы арифметических устройств.


^ Тема 15. Способы повышения производительности арифметических устройств.

Обзор основных направлений повышения производительности: функциональная специализация, распараллеливание, конвейеризация.


Перечень практических занятий







Наименование темы занятия

Номер темы программы

1

Элементарные приемы арифметической обработки

План занятия:

1) преобразование чисел из одного арифметического кода в другой;

2) алгебраическое сложение и фиксация переполнения;

3) расширение разрядной сетки и арифметические сдвиги.

4

2

Базовые операции с фиксированной точкой.

План занятия:

1) канонические способы выполнения сложения, умножения и деления;

2) влияние положения двоичной точки на форматирование результата.

5

3

Базовые операции с плавающей точкой.

План занятия:

1) практические следствия качественного разнообразия форматов;

2) канонические способы выполнения сложения, умножения и деления.

6

4

Математический сопроцессор К1810ВМ87.

План занятия:

1) пооперационный анализ арифметических инструкций сопроцессора;

2) реализация различных элементарных и специальных функций.

11



^ Распределение учебных часов по темам и видам занятий




темы

Название разделов и тем

Объем учебных часов


Семестр

Лекции

Лабор.

занятия

Практ.

занятия

Аудит.

занятия

Самост.

работа

Всего




Введение.






















1

Понятие операционного устройства

2







2

4

6

5

2

Числа как объект машинной обработки. Понятие системы счисления.

2







2

4

6

5

3

Арифметические коды

3







3

4

7

5

4

Элементарные приемы арифметической обработки

3




4

7

4

11

5

5

Представление данных с фиксированной точкой

4




4

8

4

12

5

6

Представление данных с плавающей точкой

4




4

8

4

12

5

7

Арифметические погрешности

3







3

4

7

5

8

Методы и способы округления

3







3

4

7

5

9

Стандарт IEEE (P-754)

3







3

4

7

5

10

Реализация стандарта IEEE (P-754) на примере математического сопроцессора К1810ВМ87 (i8087).

3







3

4

7

5

11

Арифметические инструкции сопроцессора К1810ВМ87

3




4

7

4

11

5

12

Арифметические аспекты языков программирования

2







2

4

6

5

13

Функциональная ориентация операционных блоков

3







3

4

7

5

14

Алгоритмы арифметических операций и схемы арифметических устройств

6







6

4

10

5

15

Способы повышения производительности арифметических устройств

4







4

4

8

5

Курсовое проектирование










*

*







Индивидуальное домашнее задание













*







Реферат













*







ИТОГО:

48




16

64

60

124





ЛИТЕРАТУРА

Основная

Название, библиографическое описание
Л
Лр
Пз (С)
Кп

(р)

Инд.

зад.
К-во экз. в библ. (на каф.)
Гриф
1
Грушин В.В. Выполнение математических операций в ЭВМ. Основы представления данных: Учеб. пособие /ГЭТУ.- СПб, 1994.

5
151
Ф 3973.23

__________

У Г 91
2
Грушин В.В. Выполнение математических операций в ЭВМ. Погрешности компьютерной арифметики: Учеб.пособие /СПбГЭТУ.- СПб, 1999.

5
80
Ф 3973.23

__________

У Г 91
3
Карцев М.А. Арифметика цифровых машин.- М.: Наука, 1969




5
58
621.399

__________

К 27
4
Каган Б.М., Каневский М.М. Цифровые вычислительные машины и системы. / Учеб. пособие для вузов. М. Энергия, 1973, 1985.

5
215
621.399

__________

К 12
5
Угрюмов Е.П. Цифровая схемотехника. / Учеб. пособие для вузов. СПб. BHV, 2001.

5
68
621.399

__________

К 12



Дополнительная



Название, библиографическое описание
К-во экз. в библ. (на каф.)
1
Кнут Д. Искусство программирования для ЭВМ.- Т.2.- М.: Мир, 2001.

7
2
Угрюмов Е.П. Проектирование элементов и узлов ЭВМ. / Учеб. пособие для вузов. М. Высшая школа, 1987.

216




Авторы:




к.т.н., доц.

Миронов С.Э.








Рецензент


д.т.н., проф.

Водяхо А.И.





Зав. кафедрой

Вычислительной техники


д.т.н., проф

Пузанков Д.В.





Декан факультета

Компьютерных технологий и информатики


д.т.н., проф.

Герасимов И.В.














^ Программа согласована:










Зав. кафедрой

Вычислительной техники


д.т.н., проф

Пузанков Д.В.








Зав. отделом учебной литературы

Киселева Т.В.







Председатель методической комиссии

факультета компьютерных технологий

и информатики




к.т.н., доц.

Чугунов Л.А.







Руководитель методического отдела




к.т.н., доцент

Марасина Л.А.










Скачать 142,19 Kb.
оставить комментарий
Дата28.11.2011
Размер142,19 Kb.
ТипРабочая программа, Образовательные материалы
Добавить документ в свой блог или на сайт

Ваша оценка этого документа будет первой.
Ваша оценка:
Разместите кнопку на своём сайте или блоге:
rudocs.exdat.com

Загрузка...
База данных защищена авторским правом ©exdat 2000-2017
При копировании материала укажите ссылку
обратиться к администрации
Анализ
Справочники
Сценарии
Рефераты
Курсовые работы
Авторефераты
Программы
Методички
Документы
Понятия

опубликовать
Загрузка...
Документы

Рейтинг@Mail.ru
наверх