并行乘法運(yùn)算ppt課件-在線瀏覽
2025-03-03 16:20本頁(yè)面
【正文】 算 機(jī) 組 成 原 理 2022年 2月 11日 定點(diǎn)乘法運(yùn)算 計(jì)算機(jī)組成原理 2 借助加法器配置相應(yīng)部件實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算 設(shè)置專用乘法器實(shí)現(xiàn)乘法運(yùn)算 執(zhí)行乘法運(yùn)算子程序?qū)崿F(xiàn)乘法運(yùn)算 定點(diǎn)乘法運(yùn)算 原碼乘法運(yùn)算方法 原碼乘法運(yùn)算實(shí)現(xiàn) 補(bǔ)碼乘法運(yùn)算方法 補(bǔ)碼乘法運(yùn)算實(shí)現(xiàn) 計(jì)算機(jī)組成原理 3 設(shè) n位 被乘數(shù)和乘數(shù)用定點(diǎn)小數(shù)表示 被乘數(shù) [x]原 ＝ xf . xn－ 1? x 1x0 乘數(shù) [y]原 ＝ yf . yn－ 1? y 1y0 則乘積 [z]原 ＝ (xf⊕ yf)＋ (0. xn－ 1? x 1x0)(0. yn－ 1? y 1y0) 式中： xf為被乘數(shù)符號(hào)， yf為乘數(shù)符號(hào)。 原碼乘法 1. 乘法的手工算法 一、原碼串行乘法運(yùn)算 符號(hào)位直接異或即可得到乘積的符號(hào) 僅僅需要考慮其數(shù)值部分的計(jì)算 以 定點(diǎn)小數(shù) 為例進(jìn)行討論 計(jì)算機(jī)組成原理 4 (2) 手工運(yùn)算過(guò)程： 設(shè) ｘ ＝ ， ｙ ＝ 0. 1 1 0 1 (x) 0. 1 0 1 1 (y) 1 1 0 1 1 1 0 1 0 0 0 0 + 1 1 0 1 0. 1 0 0 0 1 1 1 1 (z) (1)乘積符號(hào)的運(yùn)算規(guī)則： 同號(hào)相乘為正 ， 異號(hào)相乘為負(fù) 。 (2) 只有兩個(gè)操作數(shù)相加的加法器難以勝任將 n位積一次相加起來(lái)的運(yùn)算。 且相加的兩個(gè)數(shù) （ 部分積和位積 ） 都只有 n位 ， 因而不需要 2n位的加法器 。y=x( 1y2......yn ) =x(y121 +y222 +?+ y n2n ) =21(y1x+21(y2x+21(?+ 21(yn1x+21(ynx+0))?))) 計(jì)算機(jī)組成原理 7 開(kāi)始 i = 0, 0→ ∑ Yn=1 ∑ + 0→ ∑ ∑ + X→ ∑ ∑ Y右移一位 i+1→ i i = n X0⊕ Y0→ P0 結(jié)束 Y N N Y 原碼乘法算法流程圖 ? 加法次數(shù)， n次 ? 作為加法，一定移位 ? 符號(hào)位單獨(dú)計(jì)算 計(jì)算機(jī)組成原理 8 部分積 乘數(shù) 說(shuō)明 最后結(jié)果 ： x?y= 0 0 0 0 yf 1 0 1 1 z0=0 + 0 1 0 1 y4=1， +x 0 1 0 1 ? 0 1 1 0 1 yf 1 0 1 右移 ， 得 z1 + 0 1 0 1 y3=1， +x 0 0 1 1 ? 0 0 0 1 1 1 yf 1 0 右移 ， 得 z2 + 0 0 0 0 y2=0， +0 0 0 0 1 ? 0 1 0 0 1 1 1 yf 1 右移 ， 得 z3 + 0 1 0 1 y1=1， +x 0 0 0 1 ? 0 0 0 0 1 1 1 1 yf 右移 ， 得 z4=x?y 例： x= ， y= ， 求 x 計(jì)算機(jī)組成原理 9 R0 → R1 → yn R2 計(jì)數(shù)器 i 部分積 z 被乘數(shù) x 乘數(shù) y LDR0 LDR1 T1， T2， ? Ti Q Q 加法器 R S 啟動(dòng) yn Cx 早期計(jì)算機(jī)中為了簡(jiǎn)化硬件結(jié)構(gòu)，采用串行的 1位乘法方案，即多次執(zhí)行“ 加法 — 移位 ”操作來(lái)實(shí)現(xiàn)。然而串行方法畢竟太慢，自從大規(guī)模集成電路問(wèn)世以來(lái)，出現(xiàn)了各種形式的流水式 陣列乘法器 ，它們屬于并行乘法器。比較法是 Booth夫婦首先提出來(lái)的，又稱 Booth算法。
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