\input style \chapnotrue\chapno=4\subchno=1 \rex[15] pEREVEDITE SLEDUYUSHCHIE VOSXMERICHNYE CHISLA V SHESTNADCATERICHNYE (ISPOLXZUYA SHESTNADCATERICHNYE CIFRY~|0|, |1|,~\dots, |F|): $\oct{12}$; $\oct{5655}$; $\oct{2550276}$; $\oct{76545336}$; $\oct{3726755}$. \ex[m22] oBOBSHCHITE SOOTNOSHENIE~\eqref[5] NA SLUCHAI SISTEM PO SMESHANNYM OSNOVANIYAM. \ex[22] iSPOLXZUYA SISTEMU SCHISLENIYA PO OSNOVANIYU~$-2$, DAJTE ALGORITM VYCHISLENIYA SUMMY CHISEL~$(a_n\ldots{}a_1a_0)_{-2}$ I~$(b_n\ldots{}b_1b_0)_{-2}$, POLUCHAYUSHCHIJ OTVET~$(c_{n+2}\ldots{}c_1c_0)_{-2}$. \ex[23] dAJTE ALGORITMY PEREHODA (a)~OT ZAPISI CHISLA V PRYAMOM DVOICHNOM KODE~$\pm(a_n\ldots{}a_0)_2$ K EGO NEGA-DVOICHNOJ ZAPISI~$(b_{n+1}\ldots{}b_0)_{-2}$; (b)~OT NEGA-DVOICHNOJ ZAPISI~$(b_{n+1}\ldots{}b_0)_{-2}$ K PREDSTAVLENIYU CHISLA V PRYAMOM DVOICHNOM KODE~$\pm(a_{n+1}\ldots{}a_0)_2$. \rex[m21] sUSHCHESTVUYUT CHISLA, KOTORYE V DESYATICHNOJ SISTEME SCHISLENIYA IMEYUT DVA RAZLICHNYH BESKONECHNYH RAZLOZHENIYA V DESYATICHNUYU DROBX, NAPRIMER $2.3599999\ldots=2.3600000\ldots\,$. eDINSTVENNO LI PREDSTAVLENIE CHISEL V \emph{NEGA-DESYATICHNOJ} (PO OSNOVANIYU~$-10$) SISTEME SCHISLENIYA ILI DLYA |TOGO OSNOVANIYA TAKZHE SUSHCHESTVUYUT VESHCHESTVENNYE CHISLA S DVUMYA RAZLICHNYMI BESKONECHNYMI RAZLOZHENIYAMI? \ex[14] uMNOZHXTE~$(11321)_{2i}$ NA SEBYA V MNIMO-CHETVERICHNOJ SISTEME, ISPOLXZUYA OPISANNYJ V TEKSTE METOD. \ex[m24] kAK VYGLYADYAT MNOZHESTVA~$S$, ANALOGICHNYE MNOZHESTVU NA RIS.~1, DLYA NEGA-DESYATICHNOJ I MNIMO-CHETVERICHNOJ SISTEM? dRUGIMI SLOVAMI, CHTO PREDSTAVLYAYUT SOBOJ MNOZHESTVA \EQ{ \left\{\, \sum_{k\ge1} a_k(-10)^{-k} \mid 0 \le a_k \le 9, \rem{$a_k$ CELOE DLYA VSEH~$k$}\,\right\} } I \EQ{ \left\{\, \sum_{k\ge 1} a_k (2i)^{-k} \mid 0\le a_k \le 3, \rem{$a_k$ CELOE DLYA VSEH~$k$}\,\right\}? } \ex[m24] pOSTROJTE ALGORITM, PRIBAVLYAYUSHCHIJ~$1$ K~$(a_n\ldots{}a_1a_0)_{i-1}$ V SISTEME SCHISLENIYA PO OSNOVANIYU~$i-1$. \ex[m30] mOZHET POKAZATXSYA STRANNYM, CHTO V KACHESTVE OSNOVANIYA V SISTEME SCHISLENIYA BERETSYA CHISLO~$i-1$, A NE ANALOGICHNOE, NO BOLEE PROSTOE CHISLO~$i+1$. vSYAKOE LI KOMPLEKSNOE CHISLO~$a+bi$ S CELYMI~$a$ I~$b$ PREDSTAVIMO V POZICIONNOJ SISTEME SCHISLENIYA S CIFRAMI~$0$ I~$1$ I OSNOVANIEM~$i+1$? \ex[vm32] pOKAZHITE, CHTO MNOZHESTVO~$S$ NA RIS.~1 ESTX ZAMKNUTOE MNOZHESTVO, SODERZHASHCHEE NEKOTORUYU OKRESTNOSTX NACHALA KOORDINAT. (sLEDOVATELXNO, LYUBOE KOMPLEKSNOE CHISLO DOPUSKAET "DVOICHNOE" PREDSTAVLENIE PO OSNOVANIYU~$i-1$.) \ex[vm42] pROVEDITE BOLEE PODROBNOE ISSLEDOVANIE SVOJSTV MNOZHESTVA~$S$ NA RIS.~1; NAPRIMER, IZUCHITE EGO GRANICU. \ex[M22] pOKAZHITE, CHTO LYUBOE VESHCHESTVENNOE CHISLO (POLOZHITELXNOE, OTRICATELXNOE ILI NULX) MOZHNO PREDSTAVITX V DESYATICHNOJ SISTEME SCHISLENIYA PRI POMOSHCHI CIFR $-1$, $0$, $1$, $2$, $3$, $4$, $5$, $6$, $7$, $8$ (\emph{BEZ} CIFRY~$9$). \rex[M22] (k.~e.~shENNON.) mOZHNO LI PROIZVOLXNOE VESHCHESTVENNOE CHISLO (POLOZHITELXNOE, OTRICATELXNOE ILI NULX) PREDSTAVITX V "URAVNOVESHENNOJ DESYATICHNOJ" SISTEME SCHISLENIYA, T.~E.\ PREDSTAVITX V VIDE~$\sum_{k\le n} a_k10^k$ DLYA NEKOTOROGO CELOGO~$n$ I NEKOTOROJ POSLEDOVATELXNOSTI~$a_n$, $a_{n-1}$, $a_{n-2}$,~\dots, GDE KAZHDOE~$a_k$ ESTX ODNO IZ DESYATI CHISEL $\set{-4{1\over2}, -3{1\over2}, -2{1\over2}, -1{1\over2}, -{1\over2}, {1\over2}, 1{1\over2}, 2{1\over2}, 3{1\over2}, 4{1\over2}}$? (oTMETIM, CHTO NULX NE VHODIT V CHISLO "DOZVOLENNYH" CIFR, ODNAKO NEYAVNO MY PREDPOLAGAEM, CHTO VSE CIFRY $a_{n+1}$, $a_{n+2}$,~\dots{} SUTX NULI.) nAJDITE VSE PREDSTAVLENIYA NULYA V |TOJ SISTEME I VSE PREDSTAVLENIYA EDINICY. %% 222 \ex[vm25] pUSTX~$\alpha=-\sum_{m\ge1} 10^{-m^2}$. dOKAZHITE, CHTO DLYA LYUBOGO DANNOGO~$\varepsilon>0$ I LYUBOGO VESHCHESTVENNOGO CHISLA~$x$ SUSHCHESTVUET TAKOE "DESYATICHNOE" PREDSTAVLENIE |TOGO CHISLA, CHTO~$0<\abs{x-\sum_{0\le k \le n} a_k10^k}<\varepsilon$, GDE KAZHDOE IZ CHISEL~$a_k$ MOZHET PRINIMATX TOLXKO TRI ZNACHENIYA: $0$, $1$ ILI~$\alpha$. (oTMETIM, CHTO V |TOM PREDSTAVLENII OTRICATELXNYE STEPENI~$10$ NE ISPOLXZUYUTSYA!) \ex[vm30] nAJDITE VSE MNOZHESTVA~$D$, SOSTOYASHCHIE IZ DESYATI ILI MENXSHEGO CHISLA NEOTRICATELXNYH VESHCHESTVENNYH CHISEL, TAKIE, CHTO (a)~$0\in D$ I (b)~VSE POLOZHITELXNYE VESHCHESTVENNYE CHISLA DOPUSKAYUT "DESYATICHNOE" PREDSTAVLENIE~$\sum_{k\le n} a_k10^k$, GDE KAZHDOE~$a_k \in D$. \ex[vm50] nAJDITE VSE MNOZHESTVA~$D$, SOSTOYASHCHIE IZ DESYATI ILI MENXSHEGO CHISLA VESHCHESTVENNYH CHISEL, TAKIE, CHTO \emph{LYUBOE} NEOTRICATELXNOE VESHCHESTVENNOE CHISLO MOZHET BYTX PREDSTAVLENO V VIDE~$\sum_{k\le n} a_k10^k$ DLYA NEKOTOROGO~$n$, GDE VSE~$a_k \in D$. (sR.~S~UPR.~20--23.) \ex[vm25] (s.~a.~kUK.) pUSTX $b$, $u$ I~$v$---CELYE POLOZHITELXNYE CHISLA, PRICHEM $b\ge 2$ I~$0$---POSLEDOVATELXNOSTX VESHCHESTVENNYH CHISEL, OPREDELENNAYA DLYA VSEH CELYH~$n$, $-\infty$---PROIZVOLXNAYA POSLEDOVATELXNOSTX POLOZHITELXNYH CELYH CHISEL, TAKZHE OPREDELENNAYA DLYA VSEH CELYH~$n$, $-\inftye_2>\ldots>e_t\ge 0, \quad t\ge 0$.} } cELX DANNOGO UPRAZHNENIYA SOSTOIT V ISSLEDOVANII NEKOTORYH OBOBSHCHENIJ |TOGO FENOMENA. {\medskip\narrower \item{a)}pUSTX POSLEDOVATELXNOSTX CELYH CHISEL $b_0$, $b_1$, $b_2$,~\dots{} OBLADAET TEM SVOJSTVOM, CHTO LYUBOE CELOE CHISLO~$n$ DOPUSKAET EDINSTVENNOE PREDSTAVLENIE V VIDE \EQ{ n=b_{e_1}+b_{e_2}+\cdots+b_{e_t}, \rem{$e_1>e_2>\ldots> e_t \ge 0, \quad t\ge 0$} } (TAKAYA POSLEDOVATELXNOSTX~$\$ NAZYVAETSYA "BINARNYM BAZISOM"). pOKAZHITE, CHTO NAJDETSYA TAKOE ZNACHENIE INDEKSA~$j$, CHTO $b_j$~NECHETNO, A DLYA VSEH~$k\ne j$ CHISLA~$b_k$ CHETNY. \hiddenpar \item{b)}dOKAZHITE, CHTO BINARNYJ BAZIS~$\$ MOZHET BYTX VSEGDA PEREUPORYADOCHEN V POSLEDOVATELXNOSTX VIDA $d_0$, $2d_1$, $4d_2$, $\ldots=\<2^n d_n>$, GDE KAZHDOE IZ CHISEL~$d_k$ NECHETNO. \hiddenpar \item{c)}dOKAZHITE, CHTO ESLI KAZHDOE IZ CHISEL $d_0$, $d_1$, $d_2$,~\dots{} IZ PUNKTA~b) RAVNO~$\pm 1$, TO POSLEDOVATELXNOSTX~$\$ OBRAZUET BINARNYJ BAZIS TOGDA I TOLXKO TOGDA, KOGDA SUSHCHESTVUET BESKONECHNO MNOGO~$d_j$, RAVNYH~$+1$, I BESKONECHNO MNOGO~$d_j$, RAVNYH~$-1$. \hiddenpar \item{d)}dOKAZHITE, CHTO POSLEDOVATELXNOSTX $7$, $-13\cdot 2$, $7\cdot 2^2$, $-13\cdot 2^3$,~\dots, $7\cdot 2^{2k}$, $-13\cdot 2^{2k+1}$,~\dots{} YAVLYAETSYA BINARNYM BAZISOM, I NAJDITE PREDSTAVLENIE CHISLA~$n=1$. \hiddenpar } \rex[M35] oDNO OBOBSHCHENIE PREDSTAVLENIYA CHISEL V DOPOLNITELXNOM DVOICHNOM KODE, IZVESTNOE POD NAZVANIEM "$2\hbox{-ADICHESKIH}$~CHISEL", BYLO IZOBRETENO k.~gENZELEM OKOLO~1900~G.\ (v DEJSTVITELXNOSTI gENZELX IZOBREL \emph{$p\hbox{-ADICHESKIE}$~CHISLA} DLYA LYUBOGO PROSTOGO CHISLA~$p$.) a IMENNO $2\hbox{-ADICHESKOE}$~CHISLO MOZHNO RASSMATRIVATX KAK DVOICHNOE CHISLO \EQ{ u=(\ldots u_3 u_2 u_1 u_0.u_{-1}\ldots u_{-n})_2, } PREDSTAVLENIE KOTOROGO PRODOLZHAETSYA BESKONECHNO DALEKO VLEVO I LISHX NA KONECHNOE CHISLO ZNAKOV VPRAVO OT RAZDELITELXNOJ TOCHKI. sLOZHENIE, VYCHITANIE I UMNOZHENIE $2\hbox{-ADICHESKIH}$~CHISEL VYPOLNYAYUTSYA V SOOTVETSTVII S OBYCHNYMI ARIFMETICHESKIMI PROCEDURAMI, KOTORYE V PRINCIPE DOPUSKAYUT VOZMOZHNOSTX NEOGRANICHENNOGO PRODOLZHENIYA VLEVO. nAPRIMER: \EQ{ \twocoleqalign{ 7&=(\ldots 000000000000111)_2, & 1/7&=(\ldots 110110110110111)_2,\cr -7&=(\ldots 111111111111001)_2, & -1/7&=(\ldots 001001001001001)_2,\cr 7/4&=(\ldots 000000000000001.11)_2, & 1/10&=(\ldots 110011001100110.1)_2,\cr \multispan{4} \hfil $\displaystyle \sqrt{-7}=(\ldots 100000010110101)_2\hbox{ ILI } (\ldots 011111101001011)_2$.\hfil\cr } } %% 224 zDESX~$7$---OBYCHNOE CELOE CHISLO SEMX V DVOICHNOM PREDSTAVLENII, A~$-7$~ESTX EGO DOPOLNITELXNYJ KOD (NEOGRANICHENNO PRODOLZHENNYJ VLEVO); LEGKO PROVERITX, CHTO OBYCHNAYA PROCEDURA SLOZHENIYA DVOICHNYH CHISEL DAST NAM~$-7+7=(\ldots00000)_2=0$, ESLI VYPOLNENIE |TOJ PROCEDURY PRODOLZHATX NEOGRANICHENNO DOLGO. zNACHENIYA~$1/7$ I~$-1/7$ PREDSTAVLYAYUT SOBOJ EDINSTVENNYE $2\hbox{-ADICHESKIE}$~CHISLA, KOTORYE POSLE FORMALXNOGO UMNOZHENIYA NA~$7$ DAYUT SOOTVETSTVENNO~$+1$ I~$-1$. zNACHENIYA~$7/4$ I~$1/10$ SLUZHAT PRIMERAMI $2\hbox{-ADICHESKIH}$~CHISEL, NE YAVLYAYUSHCHIHSYA $2\hbox{-ADICHESKIMI}$~"CELYMI", TAK KAK ONI IMEYUT NENULEVYE BITY SPRAVA OT RAZDELITELXNOJ TOCHKI. pRIVEDENNYE DVA ZNACHENIYA~$\sqrt{-7}$, POLUCHAYUSHCHIHSYA ODNO IZ DRUGOGO PEREMENOJ ZNAKA, SUTX $2\hbox{-ADICHESKIE}$~CHISLA, KOTORYE POSLE FORMALXNOGO VOZVEDENIYA V KVADRAT DAYUT~$(\ldots 111111111111001)_2$. {\medskip\narrower \item{a)}~dOKAZHITE, CHTO LYUBOE $2\hbox{-ADICHESKOE}$~CHISLO~$u$ MOZHNO RAZDELITX NA PROIZVOLXNOE NENULEVOE $2\hbox{-ADICHESKOE}$~CHISLO~$v$ V TOM SMYSLE, CHTO SUSHCHESTVUET EDINSTVENNOE $2\hbox{-ADICHESKOE}$~CHISLO~$w$, UDOVLETVORYAYUSHCHEE RAVENSTVU~$u=vw$. (sLEDOVATELXNO, MNOZHESTVO $2\hbox{-ADICHESKIH}$~CHISEL OBRAZUET POLE; SM.~P.~4.6.1.) \item{b)}dOKAZHITE, CHTO $2\hbox{-ADICHESKOE}$~PREDSTAVLENIE RACIONALXNOGO CHISLA~$1/(2n+1)$, GDE~$n$---CELOE POLOZHITELXNOE CHISLO, MOZHNO POLUCHITX SLEDUYUSHCHIM OBRAZOM. sNACHALA NAHODIM OBYCHNOE DVOICHNOE RAZLOZHENIE CHISLA~$1/(2n+1)$, KOTOROE IMEET VID "PERIODICHESKOJ DROBI"~$(0.\alpha\alpha\alpha\ldots)_2$, GDE~$\alpha$---NEKOTORAYA STROKA IZ NULEJ I EDINIC. tOGDA $2\hbox{-ADICHESKIM}$~PREDSTAVLENIEM CHISLA~$-1/(2n+1)$ BUDET~$(\ldots\alpha\alpha\alpha)_2$. \item{c)}dOKAZHITE, CHTO $2\hbox{-ADICHESKOE}$~PREDSTAVLENIE CHISLA~$u$ PERIODICHNO (T.~E.~$u_{N+\lambda}=u_N$ DLYA VSEH BOLXSHIH~$N$ PRI NEKOTOROM~$\lambda\ge 1$) TOGDA I TOLXKO TOGDA, KOGDA $u$~RACIONALXNO (T.E.~$u=m/n$ DLYA NEKOTORYH CELYH CHISEL~$m$ I~$n$). \item{d)}dOKAZHITE, CHTO ESLI~$n$---CELOE CHISLO, TO~$\sqrt{n}$ YAVLYAETSYA $2\hbox{-ADICHESKIM}$~CHISLOM V TOM I TOLXKO TOM SLUCHAE, KOGDA~$n \bmod 2^{2k+3}=2^{2k}$ DLYA NEKOTOROGO NEOTRICATELXNOGO CELOGO~$k$. (tAKIM OBRAZOM, LIBO~$n\bmod 8=1$, LIBO~$n\bmod 32=4$ I~T.~D.) } \subchap{arifmetika chisel s plavayushchej tochkoj} %% 4.2. \subsubchap{vYCHISLENIYA S ODNOKRATNOJ TOCHNOSTXYU} v |TOM PARAGRAFE MY RASSMOTRIM OSNOVNYE PRINCIPY VYPOLNENIYA ARIFMETICHESKIH DEJSTVIJ NAD CHISLAMI S "PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ" I PROANALIZIRUEM VNUTRENNIJ MEHANIZM TAKIH VYCHISLENIJ. vEROYATNO, U MNOGIH CHITATELEJ |TOT PREDMET NE VYZOVET SLISHKOM BOLXSHOGO INTERESA LIBO PO TOJ PRICHINE, CHTO VYCHISLITELXNYE MASHINY, NA KOTORYH ONI RABOTAYUT, IMEYUT VSTROENNYE KOMANDY OPERACIJ NAD CHISLAMI S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ, LIBO POTOMU, CHTO PROIZVODITELX SNABDIL IH evm NUZHNYMI PODPROGRAMMAMI. nO V DEJSTVITELXNOSTI MATERIAL |TOGO PARAGRAFA NE SLEDUET SCHITATX OTNOSYASHCHIMSYA ISKLYUCHITELXNO K KOMPETENCII INZHENEROV-KONSTRUKTOROV evm ILI UZKOGO KRUGA LIC, KOTORYE PISHUT BIBLIOTECHNYE PODPROGRAMMY DLYA NOVYH MASHIN; \emph{KAZHDYJ} HOROSHIJ PROGRAMMIST DOLZHEN IMETX PREDSTAVLENIE O TOM, CHTO PROISHODIT PRI VYPOLNENII |LEMENTARNYH SHAGOV ARIFMETICHESKIH OPERACIJ NAD CHISLAMI S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ. pREDMET |TOT SOVSEM NE TAK TRIVIALEN, KAK PRINYATO SCHITATX; V NEM UDIVITELXNO MNOGO INTERESNOGO. \section {a. oBOZNACHENIE CHISEL S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ}. v~\S~4.1 MY OBSUDILI OBOZNACHENIYA DLYA CHISEL S "FIKSIROVANNOJ TOCHKOJ"; V |TOM SLUCHAE PROGRAMMIST ZNAET, GDE POLOZHENO NAHODITXSYA RAZDELITELXNOJ TOCHKE V TEH CHISLAH, S KOTORYMI ON RABOTAET. dLYA MNOGIH CELEJ PRI VYPOLNENII PROGRAMMY ZNACHITELXNO BOLEE UDOBNO SDELATX POLOZHENIE RAZDELITELXNOJ TOCHKI DINAMICHESKOJ PEREMENNOJ---INYMI SLOVAMI, SDELATX EE "PLAVAYUSHCHEJ"---I SVYAZATX S KAZHDYM CHISLOM UKAZANIE O POLOZHENII SOOTVETSTVUYUSHCHEJ RAZDELITELXNOJ TOCHKI. eTA IDEYA UZHE DAVNO ISPOLXZOVALASX V NAUCHNYH VYCHISLENIYAH, V OSOBENNOSTI DLYA PREDSTAVLENIYA OCHENX BOLXSHIH CHISEL TIPA CHISLA aVOGADRO~$N=6.02250\times10^{23}$ ILI OCHENX MALYH CHISEL TIPA POSTOYANNOJ pLANKA~$\hbar=1.0545\times10{-27}~\hbox{|RG}\cdot\hbox{S}$. v |TOM PUNKTE MY BUDEM IMETX DELO S \dfn{$p\hbox{-RAZRYADNYMI}$ CHISLAMI S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ PO OSNOVANIYU~$b$ S IZBYTKOM~$q$.} tAKOE CHISLO PREDSTAVLYAETSYA KAK PARA VELICHIN~$(e, f)$, KOTOROJ OTVECHAET ZNACHENIE \EQ[1]{ (e, f)=f \times b^{e-q}. } zDESX~$e$---CELOE CHISLO, IZMENYAYUSHCHEESYA V SOOTVETSTVUYUSHCHEM INTERVALE ZNACHENIJ, I~$f$---DROBNOE CHISLO SO ZNAKOM. uSLOVIMSYA, CHTO \EQ{ \abs{f}<1, } %% 226 INYMI SLOVAMI, RAZDELITELXNAYA TOCHKA V POZICIONNOM PREDSTAVLENII~$f$ NAHODITSYA V KRAJNEM LEVOM POLOZHENII. bOLEE TOCHNO, SOGLASHENIE O TOM, CHTO MY IMEEM DELO S $p\hbox{-RAZRYADNYMI}$~CHISLAMI, OZNACHAET, CHTO~$b^pf$---CELOE CHISLO I \EQ[2]{ -b^p < b^pf < b^p. } tERMIN "DVOICHNYJ" BUDET OZNACHATX, KAK VSEGDA, CHTO~$b=2$, "DESYATICHNYJ"---CHTO~$b=10$ I~T.~D. iSPOLXZUYA 8-RAZRYADNYE DESYATICHNYE CHISLA S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ S IZBYTKOM~$50$, MY MOZHEM, NAPRIMER, NAPISATX: \EQ[3]{ \eqalign{ \hbox{CHISLO aVOGADRO }N&=(74, +.60225000);\cr \hbox{POSTOYANNAYA pLANKA } \hbar&=(24, +.10545000)\note{1}% {u POSTOYANNOJ pLANKA SHESTAYA ZNACHASHCHAYA CIFRA NEIZVESTNA, PO|TOMU. NAZYVATX |TO CHISLO POSTOYANNOJ pLANKA NESKOLXKO RISKOVANNO.---{\sl pRIM. RED.\/}}.\cr } } dVE KOMPONENTY~$e$ I~$f$ CHISLA S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ NAZYVAYUTSYA EGO \emph{POKAZATELEM} I~\emph{DROBNOJ CHASTXYU} SOOTVETSTVENNO. (iNOGDA DLYA |TOJ CELI ISPOLXZUYUTSYA I DRUGIE NAZVANIYA, V OSOBENNOSTI "HARAKTERISTIKA" I "MANTISSA"; ODNAKO ISPOLXZOVANIE SLOVA "MANTISSA" DLYA OBOZNACHENIYA DROBNOJ CHASTI PRIVODIT K PUTANICE V TERMINOLOGII, TAK KAK |TOT TERMIN UPOTREBLYAETSYA SOVSEM V DRUGOM SMYSLE V TEORII LOGARIFMOV, A KROME TOGO, ANGLIJSKOE SLOVO mantissa\note{2}% {v VYSHEDSHEM IZ UPOTREBLENIYA ZNACHENII.---{\sl pRIM. RED.\/}} OZNACHAET "MALO DAYUSHCHEE DOBAVLENIE".) v |TOM PUNKTE MY POCHTI CELIKOM SOSREDOTOCHIM SVOE VNIMANIE NA PREDSTAVLENII DROBNOJ CHASTI~$f$ V PRYAMOM KODE, TAK KAK PREDSTAVLENIE CHISEL S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ V DOPOLNITELXNOM KODE NE OBLADAET MNOGIMI ZHELATELXNYMI SVOJSTVAMI (SM.~P.~4.2.2). chISLO~$(e, f)$ S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ NAZYVAETSYA \emph{NORMALIZOVANNYM,} ESLI NAIBOLEE ZNACHIMAYA CIFRA V PREDSTAVLENII~$f$ OTLICHNA OT NULYA, TAK CHTO \EQ[4]{ 1/b \le \abs{f} < 1, } LIBO ESLI~$f=0$, A~$e$~PRINIMAET NAIMENXSHEE VOZMOZHNOE ZNACHENIE. chTOBY USTANOVITX, KAKOE IZ DVUH NORMALIZOVANNYH CHISEL S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ IMEET BOLXSHUYU VELICHINU, DOSTATOCHNO SRAVNITX IH POKAZATELI, I TOLXKO ESLI |TI POKAZATELI RAVNY, NUZHNO PRIVLECHX K RASSMOTRENIYU I DROBNYE CHASTI. v NASHEJ MASHINE~\MIX{} CHISLA S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ IMEYUT VID \EQ{ \vcenter{\halign{ \strut\vrule\hfil\bskip$#$\bskip\hfil&&\vrule\hfil\bskip$#$\bskip\hfil\vrule\cr \noalign{\hrule} \pm & e & f & f & f & f \cr \noalign{\hrule} }} } eTO---PREDSTAVLENIE S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ PO OSNOVANIYU~$b$ S IZBYTKOM~$q$, S CHETYRXMYA ZNACHASHCHIMI "CIFRAMI", GDE~$b$~ESTX RAZMER BAJTA %% 227 (NAPRIMER, $b=64$ ILI~$b=100$) I~$q$~RAVNYAETSYA~$\entier{{1\over2}b}$. dROBNAYA CHASTX RAVNA~$\pm ffff$, A POKAZATELX~$e$ ZAKLYUCHEN V INTERVALE~$0\le e < b$. eTO VNUTRENNEE PREDSTAVLENIE---TIPICHNYJ OBRAZEC TEH SOGLASHENIJ, KOTORYE PRINYATY V BOLXSHINSTVE SUSHCHESTVUYUSHCHIH evm, HOTYA OSNOVANIE~$b$ ZDESX GORAZDO BOLXSHE, CHEM OBYCHNO ISPOLXZUEMYE. \section {B.~nORMALIZOVANNYE VYCHISLENIYA}. bOLXSHINSTVO NYNE PRIMENYAEMYH STANDARTNYH PROGRAMM RABOTAYUT POCHTI ISKLYUCHITELXNO S NORMALIZOVANNYMI CHISLAMI: VHODNYE ZNACHENIYA DLYA PODPROGRAMM PREDPOLAGAYUTSYA NORMALIZOVANNYMI I ZNACHENIYA NA VYHODE VSEGDA NORMALIZUYUTSYA. rASSMOTRIM TEPERX ARIFMETICHESKIE OPERACIYA NAD CHISLAMI S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ PODROBNEE. oDNOVREMENNO MY SMOZHEM IZUCHATX STRUKTURU PODPROGRAMM, REALIZUYUSHCHIH |TI OPERACII (V PREDPOLOZHENII, CHTO V NASHEM RASPORYAZHENII IMEETSYA evm BEZ SHEMNOJ REALIZACII DEJSTVIJ NAD CHISLAMI S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ). sTANDARTNYE PODPROGRAMMY DLYA ARIFMETICHESKIH DEJSTVIJ NAD CHISLAMI S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ, KOGDA IH PISHUT NA MASHINNOM YAZYKE, V OCHENX BOLXSHOJ STEPENI ZAVISYAT OT KONKRETNOJ MASHINY I ISPOLXZUYUT MNOGIE KRAJNE SPECIFICHESKIE OSOBENNOSTI |TOJ MASHINY. iMENNO PO|TOMU TAK MALO SHODSTVA MEZHDU DVUMYA PODPROGRAMMAMI, SKAZHEM, SLOZHENIYA CHISEL S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ, NAPISANNYMI DLYA RAZNYH MASHIN. vSE ZHE VNIMATELXNOE RASSMOTRENIE BOLXSHOGO CHISLA PODPROGRAMM KAK DLYA DVOICHNYH, TAM I DLYA DESYATICHNYH MASHIN POKAZYVAET, CHTO V DEJSTVITELXNOSTI |TI PROGRAMMY IMEYUT MNOGO OBSHCHEGO, I VPOLNE VOZMOZHNO OBSUZHDENIE |TOJ TEMY NA MASHINNO-NEZAVISIMOM UROVNE. pERVYJ (I NAIBOLEE TRUDNYJ!) IZ ALGORITMOV, OBSUZHDAEMYH V |TOM PUNKTE,---|TO PROCEDURA SLOZHENIYA CHISEL S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ: \EQ[6]{ (e_u, f_u) \oplus (e_v, f_v)=(e_w, f_w). } \emph{zAMECHANIE. vVIDU TOGO CHTO ARIFMETICHESKIE DEJSTVIYA NAD CHISLAMI S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ YAVLYAYUTSYA PO SAMOMU SUSHCHESTVU DELA PRIBLIZHENNYMI, A NE TOCHNYMI, DLYA OBOZNACHENIYA OPERACIJ SLOZHENIYA, VYCHITANIYA, UMNOZHENIYA I DELENIYA S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ MY ISPOLXZUEM SIMVOLY \EQ{ \oplus, \quad \ominus, \quad \otimes, \quad \oslash, } S TEM CHTOBY OTLICHATX PRIBLIZHENNYE OPERACII OT TOCHNYH.} iDEYA, LEZHASHCHAYA V OSNOVE SLOZHENIYA S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ, DOVOLXNA PROSTA: V PREDPOLOZHENII, CHTO~$e_u\ge e_v$, MY BEREM~$e_w=e_u$, $f_w=f_u+f_v/b^{e_u-e_v}$ (TAKIM OBRAZOM, MY VYRAVNIVAEM POLOZHENIE POZICIONNYH TOCHEK, CHTOBY SLOZHENIE IMELO SMYSL), A ZATEM NORMALIZUEM %% 228 REZULXTAT. mOZHET VOZNIKNUTX NESKOLXKO SITUACIJ, KOTORYE DELAYUT VYPOLNENIE |TOGO PROCESSA NETRIVIALXNYM; BOLEE TOCHNOE OPISANIE METODA DAETSYA SLEDUYUSHCHIM ALGORITMOM. \alg A.(sLOZHENIE CHISEL S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ). dLYA ZADANNYH $p\hbox{-RAZRYADNYH}$ NORMALIZOVANNYH CHISEL S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ~$u=(e_u, f_u)$ I~$v=(e_v, f_v)$ PO OSNOVANIYU~$b$ S IZBYTKOM~$q$ STROITSYA SUMMA~$w=u\oplus v$. eTOT ZHE SAMYJ ALGORITM MOZHNO ISPOLXZOVATX DLYA VYCHITANIYA CHISEL S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ, ESLI $v$~ZAMENITX NA~$-v$. oSNOVANIE~$b$ PREDPOLAGAETSYA CHETNYM. \st[rASPAKOVATX.] vYDELITX POKAZATELX I DROBNUYU CHASTX V PREDSTAVLENIYAH DLYA~$u$ I~$v$. \st[oBESPECHITX SPRAVEDLIVOSTX DOPUSHCHENIYA~$e_u\ge e_v$.] eSLI~$e_u0$0, I~$f\asg b^{-p}\ceil{b^p f-1/2}$, ESLI~$f<0$; MOZHNO ISPOLXZOVATX I DRUGIE PRAVILA OKRUGLENIYA, NO |TO OBSHCHEE OPREDELENIE, PO-VIDIMOMU, BOLEE UDACHNO VPISYVAETSYA V RAZVIVAEMUYU DALXSHE V |TOJ GLAVE TEORIYU.) vAZHNO ZAMETITX, CHTO |TA OPERACIYA OKRUGLENIYA MOZHET PRIVESTI K RAVENSTVU~$\abs{f}=1$ ("PEREPOLNENIE PRI OKRUGLENII"); V TAKOM SLUCHAE SLEDUET VERNUTXSYA V SHAG~\stp{4}. \st[pROVERITX~$e$.] eSLI POKAZATELX~$e$ SLISHKOM VELIK, T.~E.\ BOLXSHE DOPUSTIMOJ GRANICY, TO |TO VOSPRINIMAETSYA KAK SIGNAL O \emph{PEREPOLNENII POKAZATELYA.} eSLI $e$~SLISHKOM MAL, TO |TO VOSPRINIMAETSYA KAK SIGNAL OB \emph{ISCHEZNOVENII POKAZATELYA.} (sM.\ DALXNEJSHEE OBSUZHDENIE VOPROSA NIZHE; |TI SITUACII INTERPRETIRUYUTSYA OBYCHNO KAK SIGNAL OB OSHIBKE V TOM SMYSLE, CHTO REZULXTAT NE MOZHET BYTX PREDSTAVLEN V VIDE NORMALIZOVANNOGO CHISLA S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ IZ TREBUEMOGO INTERVALA ZNACHENIJ.) \st[uPAKOVATX.] oBźEDINITX POKAZATELX~$e$ I DROBNUYU CHASTX~$f$ DLYA VYDACHI ISKOMOGO PREDSTAVLENIYA. \algend nESKOLXKO PROSTYH PRIMEROV SLOZHENIYA CHISEL S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ DANO V UPR.~4. %% 230 pRIVODIMYE NIZHE \MIX-PODPROGRAMMY DLYA SLOZHENIYA I VYCHITANIYA CHISEL, IMEYUSHCHIH FORMU~\eqref[5], SLUZHAT PRIMEROM TOGO, KAK ALGORITMY~A I~N MOGUT BYTX REALIZOVANY V VIDE PROGRAMM DLYA evm. eTI PODPROGRAMMY IZVLEKAYUT ODNO VHODNOE ZNACHENIE~$u$ PO SIMVOLICHESKOMU ADRESU~|ACC|, A DRUGOE VHODNOE ZNACHENIE~$v$ \picture{rIS.~3. nORMALIZACIYA CHISLA~$(e, f)$.} IZVLEKAETSYA IZ REGISTRA~|A| PRI VHODE V PODPROGRAMMU. rEZULXTAT~$w$ POYAVLYAETSYA ODNOVREMENNO V REGISTRE~|A| I POLE~|ACC|. tAKIM OBRAZOM, POSLEDOVATELXNOSTX KOMAND \EQ[7]{ |LDA~A|; |ADD~v|; |SUB~s|; |STA~D|, } RABOTAYUSHCHIH S CHISLAMI S FIKSIROVANNOJ TOCHKOJ, SOOTVETSTVOVALA BY TAKOJ POSLEDOVATELXNOSTI KOMAND, RABOTAYUSHCHIH S CHISLAMI S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ: \EQ[8]{ |LDA~A|, |STA~Ass|; |LDA~v|, |JMP~FADD|; |LDA~s|, |JMP~FSUB|; |STA~D|. } \prog A.(sLOZHENIE, VYCHITANIE I NORMALIZACIYA). sLEDUYUSHCHAYA PROGRAMMA PREDSTAVLYAET SOBOJ PODPROGRAMMU, REALIZUYUSHCHUYU ALGORITM~A, PRICHEM ONA POSTROENA TAKIM OBRAZOM, CHTOBY NORMALIZUYUSHCHIJ FRAGMENT MOG BYTX ISPOLXZOVAN DRUGIMI PODPROGRAMMAMI, KOTORYE POYAVYATSYA V |TOM PUNKTE V DALXNEJSHEM. kAK V |TOJ PROGRAMME, TAK I VO MNOGIH DRUGIH PROGRAMMAH |TOJ GLAVY IDENTIFIKATOR~|OFLO| IMENUET PODPROGRAMMU, KOTORAYA PECHATAET SOOBSHCHENIE O TOM, CHTO INDIKATOR PEREPOLNENIYA MASHINY~\MIX{} VNEZAPNO PRISHEL V SOSTOYANIE "VKLYUCHENO". \code EXP & EQU & 1:1 && oPREDELENIE POLYA POKAZATELYA. FSUB& STA & TEMP && pODPROGRAMMA VYCHITANIYA VELICHIN S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ. & LDAN & TEMP && iZMENITX ZNAK OPERANDA. FADD& STJ & EXITF&& pODPROGRAMMA SLOZHENIYA VELICHIN S PLAVAYUSHCHEJ TOCHKOJ: & JOV & OFLO && uBEDITXSYA V TOM, CHTO PEREPOLNENIE OTSUTSTVUET. %% 231 \bye