Une autre façon de réaliser cette division est illustrée sur le schéma suivant qui est préférable dès lors que l'on souhaite vérifier la propagation des données sans être gêné par les temps de hold up ou set up liés au circuit combinatoire connecté à l'horloge. [PDF] Arithmétique binaire opérations et circuits. EX 85/3 La procédure en décimal est bien connue. On divise 8 par 3, multiplie le reste par 10, l'additionne au chiffre de poids inférieur et on recommence. En binaire l'opération division élémentaire se ramène à une soustraction. D'où la procédure: 1101 à diviser par 0101.
En conséquence avant d'effectuer une opération arithmétique les nombres négatifs seront convertis en leur complément à 2 et la soustraction devient alors une addition. EX 5 -8 8 =1000 le complément à 2 est 5 = 0101 la soustraction devient l'addition Pour obtenir le signe du résultat on additionne l'éventuelle retenue de l'addition codée avec les bits de signe et on néglige la retenue de cette dernière addition. L'arithmétique binaire, par Leibniz - [Site WWW de Laurent Bloch]. On prend alors le complément à 2 du résultat soit dans notre exemple et le résultat final est donc 1. 0011 (soit - 3) EX 7 - 2 7 = 0111, 2 = 10 soit en complément à 2: 1000 - 10 =1110 d'où l'addition codée <-- retenue de l'addition 1110 10 0101 soit plus cinq le 1 est ignoré, le 0 est le bit de signe Si le résultat est positif il n'y a pas besoin de refaire un complément à 2 pour obtenir le résultat final. On va en déduire la conception du soustracteur semi-soustracteur Il répond à la table X -Y = S soit S = X ou exclusif Y et R = X. Y Si maintenant on tient compte en plus de la retenue provenant de la soustraction du bit de poids plus faible on combinera deux semi-soustracteurs ainsi - soustracteur de nombres signés codés en complément à 2 Au lieu de faire X - Y on va effectuer X + Y*.
Le reste est entré dans l'additionneur par une cellule à retard t telle que t soit l'intervalle entre 2 impulsions de décalage. Notons que le registre de sortie peut être le registre X puisq'une fois que X 1 est entré dans l'additionneur la case X 4 est libre et ainsi de suite. soustraction binaire Plusieurs techniques peuvent être utilisées: Tout d'abord on a l'habitude de représenter un nombre négatif par le positif correspondant précédé du signe moins. La table de soustraction est la suivante - Y = S dont on pourra déduire un opérateur de soustraction. Cours d'architecture des ordinateurs | Arithmétique binaire et complément à 2. On peut cependant imaginer une autre procédure, dite du complément à 2. En effet A - B = A - B + 2 N = A + [ 2 N - B] So A et B sont codés sur N digits, c'est à dire si notre registre ne dispose que de N digits le 1 de 2 N est électron ignoré et l'on peut écrire ce qui précède. Souvent dans un ordinateur les nombres sont signés, c'est à dire qu'il y a un digit supplémentaire dit bit de signe qui est à zéro pour un nombre positif et à 1 pour un nombre négatif.
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Plus tard dans l'année 1605, le mathématicien Francis Bacon, philosophe, homme politique, avocat, écrivain et père de ce qu'on appelle l'empirisme philosophique et scientifique, a déterminé qu'un alphabet complet pouvait être créé en substituant des lettres à des séquences de chiffres binaires pour être codé avec de petites variations qui passeraient inaperçues si elles étaient utilisées dans des textes arbitraires ou différents. Il convient de noter que le développement et la documentation de ce qu'on appelle le système binaire moderne ont été réalisés par le mathématicien allemand Leibniz, qui au début du XVIIe siècle, a déterminé dans son article connu sous le nom de "Explication de l'Arithmétique Binaire" la manière qui globalise de manière très particulière la symbologie binaire chinoise et celle du système binaire actuel. Plus tard dans l'année 1854, George Boole, qui est un célèbre et grand mathématicien britannique, a publié son article intitulé " Algèbre de Boole" où se fonde le développement des circuits électroniques grâce à l'avancée systématique qu'il a établie au sein du système binaire adapté par Leibniz.
Il existe un moyen simple de calculer le complément à 2 d'un entier: il suffit d'inverser tous ses bits et d'ajouter 1 au résultat. En effet: {$$2^k-\sum_{i=0}^{k-1}a_i 2^i = \left(1+\sum_{i=0}^{k-1}2^i\right)-\sum_{i=0}^{k-1}a_i 2^i = 1+\sum_{i=0}^{k-1}2^i-a_i 2^i = 1+\sum_{i=0}^{k-1}(1-a_i) 2^i$$} Les opérations sur les entiers représentés en binaire s'appliquent également aux entiers représentés en complément à 2. En représentant {$-b$} par {$2^k-b$}, {$a+(-b)$} devient {$a+2^k-b = 2^k - (b-a)$}, qui est la représentation en complément à 2 de l'opposé de {$b-a$}, c'est-à-dire de {$a-b$}. L arithmétique binaire est. De même, {$(-a)+(-b)$} se calcule avec {$2^k-a+2^k-b = 2^{k+1}-(a+b)$}. Le calcul se faisant modulo {$2^k$}, ceci est égal à {$2^k-(a+b)$} qui est la représentation en complément à 2 de l'opposé de {$a+b$}, c'est-à-dire {$-a-b$}. Ceci n'est toutefois vrai que si le résultat est représentable en complément à 2 sur {$k$} bits. Le calcul se faisant modulo {$2^k$}, la présence d'une retenue non nulle n'est pas nécessairement le signe d'un débordement.
Dans ce chapitre nous allons examiner comment effectuer les quatre opérations arithmétiques bien connues de tous dans le système décimal, mais ici il s'agira de la base 2. Demi additionneur binaire Considérons la table X Y S R 0 1 qui nous donne le résultat de la somme de deux digits binaires S ainsi que la retenue R (carry en anglais), et dont on tire les relations suivantes: S = X. Y + X. Y qui représente la fonction OU exclusif (S = 1 si X ou Y mais pas les deux sont à 1) R = X. Y Le circuit réalisant ces fonctions porte le nom de demi-additionneur. Il peut être réalisé selon le schéma ci-dessous. soit exclusivement avec des circuits NOR additionneur complet Pour faire un additionneur complet il faut un circuit qui additionne 2 digits et la retenue de la somme des digits de poids immédiatement inférieur et répondant à la table R-1 Cette table correspond aux deux relations S = R-1 ( X. Y) + R-1 (X. Y) R = X. Y + R-1 (X. Y) Si l'on pose S' = X. Y on voit que S = R-1 S' + R-1 S' Cette fonction S' est obtenue à l'aide d'un demi-additionneur d'entrée X et Y tandis que S est obtenue avec un demi-additionneur d'entrée S' et R - 1.