8
1/29 LI221 : Machine et Representation Cours 2: Représentation des données Karine Heydemann [email protected] Karine Heydemann () Cours 1 2011/2012 1 / 29 2/29 1 Introduction à la représentation en machine 2 Représentation des entiers naturels N Système de numération Représentation en base 2 Représentation hexadécimal Taille bornée de la représentation Extension de la représentation 3 Changement de base Algorithme de conversion par divisions successives Conversion de la base 10 vers la base B sur (k+1) symboles Conversion de la base 2 à la base 16 Conversion de la base 16 à la base 2 4 Arithmétique sur les entiers naturels Addition En décimal En base 2 En base 16 Additionneur 1 bit Additionneur n bits Soustraction En décimal En binaire Multiplication et division Karine Heydemann () Cours 1 2011/2012 2 / 29 3/29 Représentation des informations en machine La représentation binaire est facile à réaliser (2 états d’équilibre) et les opérations fondamentales sont relativement simples à effectuer sous forme de circuit logique. Différents types d’informations (instructions, données) dans un ordinateur, mais toutes représentées sous forme binaire. L’information élémentaire = le bit, les informations plus complexes (instruction / données telles que caractère, nombre, ...) = un ensemble de bits. Karine Heydemann () Cours 1 2011/2012 3 / 29 4/29 Codage des informations Le codage d’une information = correspondance entre la représentation externe de l’information (caractère A ou nombre 36) et sa représentation binaire (suite de bits). C’est l’utilisation d’une information qui en détermine le type (décodage appliqué, lieu d’utilisation...) Besoin de codage pour les informations traitées par le processeur : les instructions : codage des instructions, les instructions et leur codage dépend du (type de) processeur les données numériques (N, Z, etc.), alphanumériques ou plus complexes (image) : codage avec des normes (complément à deux, ASCII, UTF-8, RGB). Karine Heydemann () Cours 1 2011/2012 4 / 29

cours2etu-2012

Embed Size (px)

DESCRIPTION

cours2etu-2012

Citation preview

  • 1/29

    LI221:M

    achineetR

    epresentationCours

    2:Reprsentation

    desdonnes

    Karine

    Heydem

    ann

    karine.heydemann@

    lip6.fr

    Karine

    Heydem

    ann()

    Cours

    12011/2012

    1/29

    2/29

    1Introduction

    lareprsentation

    enmachine

    2Reprsentation

    desentiers

    naturelsN

    Systm

    ede

    numration

    Reprsentation

    enbase

    2Reprsentation

    hexadcimal

    Tailleborne

    delareprsentation

    Extension

    delareprsentation

    3Changem

    entdebase

    Algorithm

    ede

    conversionpardivisions

    successivesConversion

    delabase

    10vers

    labase

    Bsur(k+1)sym

    bolesConversion

    delabase

    2labase

    16Conversion

    delabase

    16labase

    24

    Arithm

    tiquesurles

    entiersnaturels

    AdditionEndcim

    alEnbase

    2Enbase

    16Additionneur1

    bitAdditionneurn

    bitsSoustractionEndcim

    alEnbinaire

    Multiplication

    etdivisionKarine

    Heydem

    ann()

    Cours

    12011/2012

    2/29

    3/29

    Reprsentation

    desinform

    ationsen

    machine

    Lareprsentation

    binaireestfacile

    raliser(2

    tatsdquilibre)etles

    oprationsfondam

    entalessontrelativem

    entsimples

    effectuersous

    formede

    circuitlogique.Diffrents

    typesdinform

    ations(instructions,donnes)dans

    unordinateur,m

    aistoutes

    reprsentessous

    formebinaire.

    Linformation

    lmentaire

    =lebit,les

    informations

    pluscom

    plexes(instruction

    /donnestelles

    quecaractre,nom

    bre,...)=un

    ensemble

    debits.

    Karine

    Heydem

    ann()

    Cours

    12011/2012

    3/29

    4/29

    Codage

    desinform

    ations

    Lecodage

    duneinform

    ation=correspondance

    entrelareprsentation

    externede

    linformation

    (caractreAou

    nombre

    36)etsareprsentation

    binaire(suite

    debits).

    Cestlutilisation

    duneinform

    ationquien

    dtermine

    letype

    (dcodageappliqu,lieu

    dutilisation...)Besoin

    decodage

    pourlesinform

    ationstraites

    parleprocesseur:

    les

    instructions:codage

    desinstructions,les

    instructionsetleurcodage

    dpenddu

    (typede)processeur

    les

    donnesnum

    riques(N,Z,etc.),alphanum

    riquesou

    pluscom

    plexes(im

    age):codageavec

    desnorm

    es(com

    plment

    deux,ASCII,U

    TF-8,RGB).

    Karine

    Heydem

    ann()

    Cours

    12011/2012

    4/29

  • 5/29

    Systm

    ede

    numration

    Unsystm

    ede

    numration

    faitcorrespondreun

    nombre

    Nun

    certainform

    alismecritetoral.

    Dans

    unsystm

    ede

    baseavec

    B>1,les

    nombres

    0,1,2,...,B1sont

    appelschiffres.

    Expression

    dansune

    baseB

    ToutentiernaturelNpeuttre

    exprimcom

    meune

    sommede

    multiples

    depuissance

    delabase

    B,les

    multiples

    tantdeschiffres

    (donc1pourun

    nombre

    Ndonn

    possiblepardivision

    successiveen

    sapercevantquelesym

    boledes

    unitsestle

    restede

    ladivision

    euclidienneparB

    .

    Algorithm

    ei

    0Q

    1while

    Q>0do

    (Q,R

    )NB

    ai

    RN

    Qi

    i+1

    endwhile

    ai

    0Return

    aj,j

    [0,i]

    Karine

    Heydem

    ann()

    Cours

    12011/2012

    12/29

  • 13/29

    Exem

    plede

    conversionpardivisions

    successivesConversion

    de25d

    enbinaire

    Karine

    Heydem

    ann()

    Cours

    12011/2012

    13/29

    14/29

    Conversion

    delabase

    10vers

    labase

    Bsur(k+1)

    symboles

    Conversion

    dunnom

    breN

    donndans

    unebase

    B>1sur

    (k+1)sym

    bolesen

    cherchantlesmultiples

    despuissances

    deB.

    Algorithm

    ei

    kbi,i

    [0,k]

    0while

    N>=0and

    i0do

    ifN.B

    iandN

    A,sile

    nombre

    soustraire

    estsuprieuraunom

    bredont

    onlesoustrait.

    Karine

    Heydem

    ann()

    Cours

    12011/2012

    25/29

    26/29

    Soustraction

    enbinaire

    Principe

    Mm

    eprincipe

    quelasoustraction

    dcimale

    Rgle

    surlesbits

    0-0

    =0

    1-0

    =1

    1-1

    =0

    0-1

    =impossible

    :onpique

    unedeuzaine

    gauche,une

    retenue,quilfautsoustraire

    ensuitegauche

    0-1

    2-1

    =1avec

    1retenue

    retrancher

    gauche.

    soustractionbinaire

    Lorsde

    lasoustraction

    debi

    ai dans

    lecalculde

    AB,ily

    a2valeurs

    soustraire

    :laretenue

    sortantedu

    rangi

    1etb

    i

    Lasoustraction

    dedeux

    bitsproduitdonc

    aussiunesortie

    etuneretenue

    Karine

    Heydem

    ann()

    Cours

    12011/2012

    26/29

    27/29

    Exem

    plesde

    soustraction

    Sur8

    bits

    Sur4

    bits

    Karine

    Heydem

    ann()

    Cours

    12011/2012

    27/29

    28/29

    Multiplication

    etdivision

    Oprations

    demultiplication

    etdivisionde

    2entiers

    complexes

    lescircuits

    lesralisantpas

    danslA

    LU

    Multiplication

    etdivisionparune

    puissancede

    2en

    binaireMultiplierou

    diviserpar2n

    dcalagegauche

    oudroite

    denbits

    N

    d=

    (an a

    n1 ...a

    1 a0 )b

    2Nd=

    (an

    1 ...a1 a

    0 0)b

    N

    d=

    (an a

    n1 ...a

    1 a0 )b

    (N/2

    )d=

    (0an a

    n1 ...a

    1 )d .

    Multiplication

    etdivisionparune

    puissancede

    Ben

    baseB

    Dcaler

    gauchede

    1(respectivem

    entn)revientmultiplierparla

    baseB(respectivem

    entparBn)

    Dcaler

    droitede

    1(respectivem

    entn)diviserparla

    baseB

    (respectivementparB

    n).

    Karine

    Heydem

    ann()

    Cours

    12011/2012

    28/29

  • 29/29

    Dcalage

    etmultiplication/division

    Exem

    pleen

    base10

    Exem

    pleen

    base2

    Karine

    Heydem

    ann()

    Cours

    12011/2012

    29/29