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限位数用于运算器设计原理知多少(续）: accsys 2016-4-4 07:56; 7. 算术运算的软硬件划分要使限位数加减法运算器能够完成超长数的运算，最好的办法就是按照限位数的固定位数分段进行。计算机的减法运算是通过加法来完成的。依据对称制的性质（ 5 ），只要设法将减数换成它的对称码，就可以用加法运算获得减法的结果。例如， 031-456=031+544=575 上面的过程可以用计算机的硬件状态变化完成。凡是有减法运算存在，就不能够将运算结果理解成无符号数，因而 575 是负数 -425 。这是对数字信息的理解问题，因而属于软件的任务。当然，我们可以将计算机实际表达的数都理解成有符号数，在这种理解之下，我们就可以设计出有限位数的加减法运算器，使之能够进行超长位数的数值计算。这种设计结构如图 1 所示。图 1 16 位加减法运算器结构上面这个 16 位的加减法运算器结合存储器，可以完成对任何有限长度的有效位数值计算。其基本计算方式是按照 16 位将 2 个参加运算的数进行分段。计算时由低到高将分好的段送入前端寄存器 a 和 b ，通过 jjfq 的逻辑电路得到结果，并将将分段运算的结果有序保存起来，最终得到超长的运算结果。定长加减法运算器 jjfq 具有带进位和不带进位的运算功能，因而可以将低段运算产生的进位送到高段参加运算，使整个运算过程获得精确的结果。想了解这方面详细情况，可阅读《计算机原理教程》或《自己设计制作 CPU 与单片机》等书籍。机器表达的数本身没有正负号。例如 11111111 ，按有符号数理解成 -1 ，按无符号数理解成 255 都可以。在一组数值的算术运算中，一般应理解成有符号数，因为运算的中间或最终的结果可能是负值。再次提醒讲授计算机课程的教师们，不要再人云亦云地说什么“最高位是符号位”这种懵懂的说词吧。 8. 从运算器上改造计算机国外的计算机运算器的设计原来是从不够完善的“补码制”理论衍生出来的，这种所谓的补码制会出现边界值二义性，因而造成为了精确而不断扩充运算器位数。现在他们的设计是否已经有所改变了，我们不知道。我们要在计算机核心设计上有所建术，就必须自己去设计运算器，设计 CPU ，设计自己的指令系统。这不仅是一个安全可靠问题，而且也是一个计算机科学的先进与落后问题。事到如今，如果还没有自己设计过计算机的 CPU 和指令系统，恐怕应无颜自称为“计算机专家”吧？也许我们叫一个软件设计专家尚可。不然，也许还会出现 TMJS 那样的乌龙事件，叫人汗颜。 2016-04-04; 个人分类: 机器计算|3502 次阅读|0 个评论

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