Соответствует образовательному стандарту СУОС по направлению подготовки 09.03.01 «Информатика и вычислительная техника». Посвящено основам представления двоичных чисел в вычислительной технике и принципам работы основных вычислительных узлов. В пособии системно излагаются базовые практические подходы реализации сумматоров, компараторов и умножителей. Выполнение разделов работы в среде Quartus Prime дает навыки построения арифметических и логических устройств вычислительной техники. Предназначено для бакалавров, аспирантов и специалистов, занимающихся разработкой цифровой аппаратуры.

The training manual corresponds to the self-imposed educational standard in the major 09.03.01 “Computer Science and Engineering”. It is dedicated to the fundamentals of binary numbers representation in computing and principles of operation of basic computational nodes. The manual describes the basic practical approaches to implementing adders, comparators, and multipliers in a systematic way. Completing the sections in the Quartus Prime environment provides the skills of building arithmetic and logical devices of computing technology. It is intended for Bachelor’s program students, postgraduate students, and specialists involved in the development of digital hardware.

• ОГЛАВЛЕНИЕ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1. ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ ОДНОРАЗРЯДНОГО ДВОИЧНОГО СУММАТОРА
• 1.1. Синтез сумматора
• 1.2. Создание проектного логического файла на основе предварительно разработанной схемы
• 1.3. Задание тестовых воздействий
• 1.4. Запуск моделирования работы устройства
• 2. ИССЛЕДОВАНИЕ СУММАТОРА ЧИСЕЛ БЕЗ ЗНАКА В ФОРМАТЕ С ФИКСИРОВАННОЙ ЗАПЯТОЙ
• 2.1. Создание модели многоразрядного комбинационного двоичного сумматора
• 2.2. Моделирование работы многоразрядного комбинационного сумматора
• 2.3. Рекомендуемая программа тестирования сумматора модулей чисел
• 2.4. Подготовка к использованию сумматора модулей чисел как библиотечного модуля
• 2.5. Сохранение архива проекта
• 2.6. Сравнение чисел без знака на многоразрядном комбинационном двоичном сумматоре с использованием дополнительного кода
• 2.7. Сравнение чисел без знака на многоразрядном комбинационном двоичном сумматоре с использованием обратного кода
• 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДВОИЧНОГО СУММАТОРА ЧИСЕЛ СО ЗНАКОМ В ФОРМАТЕ С ФИКСИРОВАННОЙ ЗАПЯТОЙ В ДОПОЛНИТЕЛЬНОМ КОДЕ
• 3.1. Машинные коды представления двоичных чисел со знаком
• 3.2. Преобразование прямого двоичного кода в обратный и обратного кода в прямой
• 3.3. Преобразование прямого двоичного кода в дополнительный и дополнительного кода в прямой
• 3.4. Сложение чисел со знаком в дополнительном коде
• 3.5. Сравнение чисел со знаком в дополнительном коде
• 4. ИССЛЕДОВАНИЕ СЛОЖЕНИЯ ЧИСЕЛ В ФОРМАТЕ С ФИКСИРОВАННОЙ ЗАПЯТОЙ В ОБРАТНОМ КОДЕ НА ДВОИЧНОМ СУММАТОРЕ
• 5. ИССЛЕДОВАНИЕ БИБЛИОТЕЧНОГО МОДУЛЯ ДВОИЧНОГО СУММАТОРА LPM_ADD_SUB
• 5.1. Сложение чисел без знака
• 5.2. Сложение чисел со знаком в дополнительном коде
• 5.3. Умножение числа без знака на константу
• 6. ИССЛЕДОВАНИЕ СУММАТОРА ЧИСЕЛ В ФОРМАТЕ С ПЛАВАЮЩЕЙ ЗАПЯТОЙ
• 7. ИССЛЕДОВАНИЕ АЛГОРИТМИЧЕСКОГО УМНОЖЕНИЯ ЧИСЕЛ В ПРЯМЫХ КОДАХ НА ДВОИЧНОМ СУММАТОРЕ
• 7.1. Умножение младшими разрядами вперед со сдвигом множимого
• 7.2. Умножение старшими разрядами вперед со сдвигом суммы
• 7.3. Умножение старшими разрядами вперед со сдвигом множимого
• 7.4. Умножение младшими разрядами вперед со сдвигом суммы
• 7.5. Модифицированная структура устройства умножения младшими разрядами вперед со сдвигом суммы
• 7.6. Программа работы
• 8. РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ОФОРМЛЕНИЮ ПОЯСНИТЕЛЬНОЙ ЗАПИСКИ
• БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
• ПРИЛОЖЕНИЯ
• Приложение 1
• Приложение 2
• Приложение 3
• Приложение 4
• Приложение 5
• Приложение 6