Представление беззнаковых целых чисел

Министерство образования и науки Российской Федерации

Новосибирский государственный технический университет

 

 

АРХИТЕКТУРА ЭВМ И ВС

Методические указания к лабораторным работам

для студентов 1-го курса ФПМИ

 

Составители:

       Доцент кафедры ПВТ к.т.н. Маркова В.П.

       Ассистент кафедры ПВТ к.ф.-м.н. Куликов И.М.

 

 

Новосибирск 2011

Введение

Целями лабораторных работ являются приобретение практических знаний по:

- идентификации оборудования и программного окружения ЭВМ,

- представлению вещественных чисел в ЭВМ,

- сравнению различных способов обхода памяти,

- программному определению размера и степени ассоциативности кэш-памяти различных уровней,

- использованию SIMD-расширения архитектуры x86,

- использованию интерфейса OpenMP для программирования простых многопоточных приложений.

 

Порядок выполнения работ

       Лабораторные работы 1, 2 и 3 являются обязательными для выполнения, лабораторная работа 4 является дополнительной. За лабораторные работы 1 и 2 выставляются максимум по 10 баллов, за лабораторную работу 3 выставляется максимум 20 баллов, лабораторная работа 4 оценивается максимум 40 баллов. Количество баллов, полученных за выполнение каждой из лабораторных работ, определяется по выполненным заданиям к лабораторной работе в соответствии с баллом такого задания и сроком сдачи. В случае сдачи лабораторной работы после крайней даты сдачи дополнительные задания не засчитываются и соответствующие баллы за них не выставляются. Базовые задания первых трёх лабораторных работ должны быть выполнены обязательно, без них лабораторная работа считается не сданной.

       Отчёт по лабораторной работе нужно подготавливать в электронном виде и высылать на e-mail преподавателя kulikov@ssd.sscc.ru, по результатам сдачи отчёта студент при необходимости приглашается на защиту. В отчёт необходимо включить титульный лист; список выполненных заданий по лабораторной работе; текст программы; необходимые тесты, графики зависимостей, результаты замера времени и т. п.; выводы, сделанные на основании выполнения лабораторной работы.

       Студенты, сдавшие четыре лабораторные работы и получившие в сумме максимальный балл (80 баллов) претендуют на получение зачёта «автоматом» с максимальным баллом по предмету (100 баллов). Для допуска к зачёту необходимо набрать 31 балл за лабораторные работы. 

 

Лабораторная работа № 1

Представление чисел и определения типа оборудования

Цель работы. Идентификация оборудования и программного окружения ЭВМ, изучение представления вещественных чисел в ЭВМ.

 

Методические указания.

Представление беззнаковых целых чисел

       Для представления беззнаковых целых чисел необходимо перевести из десятичной системы исчисления в двоичную. Например, число  можно представить в виде суперпозиции по степеням двойки:

,

где единицы в двоичном представлении числа стоят на позиции соответствующих степеней двоек. Для простоты рассмотрим беззнаковый однобайтовый тип данных (тип unsigned char в языках С/С++). Для записи числа  в такой тип данных необходимо дополнить двоичное представление до 8 знаков  и записать полученные значения в соответствующие биты:

Рисунок 1.