Умножение в дополнительных кодах.

Умножение чисел в дополнительных кодах может выполняться по любому из рассмотренных выше четырех алгоритмов, но отличается тем, что для получения верного результата необходимо вводить поправки. Умножение правильных дробей и целых чисел имеет некоторые различия.

Рассмотрим вначале умножение дробных чисел. Возможны четыре случая знакосочетания сомножителей.

1) Мн>0,

Мт>0,

в этом случае дополнительный код сомножителей совпадает с прямым кодом и умножение выполняется по правилам умножения в прямых кодах, в результате чего получается верный результат.

2) Мн>0,

Мт<0,

так как Мн и Мт имеют разные знаки, то результат будет иметь отрицательный знак. Следовательно, результат должен быть представлен в дополнительном коде [Мн∙Мт]доп=2-Мн∙Мт. Для формирования произведения выполним умножение Мн на Мт’ (дополнение)

Мн∙Мт’= Мн ∙(1 - Мт)= Мн - Мн∙Мт.

Таким образом, погрешность Δ умножения равна разности [Мн∙Мт]доп- и Мт∙Мн’

Δ=2-Мн∙Мт- Мн - Мн∙Мт=2-Мн=[-Мн]доп=[ [Мн]доп]доп

и должна быть внесена в полученный результат в качестве поправки.

Пример: Мн = 0,1011 (алгоритм умножения А)

Мт = - 0,1101

Δ= [- МH]доп = 1.0101

[- МT]доп = 1.0011

0.0000

0.1011 = Мн b4

0.1011

0.0101 1 ∙ 2-1

0.1011 = Мн b3

1.0000 1 (произошло переполнение)

0.1000 01 ∙ 2-1 (коррекция)

0.010 0001 ∙ 2-1 ( ∙ 2-1) ∙ 2-1

0.0010 0001 ∙ 2-1 (( ∙ 2-1 )∙ 2-1)∙ 2-1

1.0101 Δ = [- МH]доп (поправка)

1.0111 0001 =[MH ∙ MT]доп

- 1000 1111 MH ∙ MT

В этом примере, а также в некоторых примерах следующих ниже происходит переполнение разрядной сетки, в результате которого искажаются и знаковая и значащая часть числа. Для коррекции (восстановления верного значения) производится не модифицированный сдвиг. В результате этого знаковый разряд сдвигается в значащую часть, а знаковый разряд меняет свое значение на противоположное.

3) Mн<0,

Mт>0,

аналогично предыдущему случаю

[Мн∙Мт]доп=2-Мн∙Мт

Мн’∙Мт= (1 - Мн)∙Мт= Мт - Мн∙Мт

Таким образом, погрешность умножения равна разности [Мн Мт]доп и Мт∙Мн’.

Δ=2-Мн∙Мт- Мт - Мн∙Мт=2-Мт=[-Мт]доп=[ [Мт]доп]доп

Использовать этот вариант неудобно, так как нужно вводить поправку [-Mт]доп в конце умножения, а в результате сдвигов МT постепенно исчезает на регистре множителя и для поправки нужно либо вводить дополнительный регистр, либо вносить поправку в сумматор на первом такте умножения.

При этом знакосочетании возможно умножение без ввода поправки. Рассмотрим на примере умножения по алгоритму Г (это справедливо и для других алгоритмов).

Мн∙Мт = А ∙ В = [ A ∙ b1∙ 2-1 ]доп + [ A ∙ b2∙ 2-2 ]доп+ ... + [A∙ bn∙ 2-n ]доп

На основании теоремы, что сумма дополнительных кодов есть дополнительный код, получаем [ A ∙ b1∙ 2-1 + A ∙ b2∙ 2-2 + ... + A∙ bn∙ 2-n ]доп = [Мн ∙Мт]доп.

В этом случае поправка вводится автоматически на каждом этапе умножения.

Пример: Mн = -0,1011

Mт = 0,1101

b1…b4 4
[Mн]доп= 1.0101

 

0.00000000

1.10101000 = [MH ∙ b1 ∙ 2-1]доп

1.10101000

1.11010100 = [MH ∙ b2 ∙ 2-2]доп

1.01111100

1.11110101 = [MH ∙ b4 ∙ 2-4]доп

1.01110001 [MH ∙ MT]доп

- 10001111 MH ∙ MT

4) MH<0,

MT<0,

Mн ∙ Mт = 2 - [Mн ∙ Mт]доп

[Mн]доп ∙ (1 - Mт) = [Mн]доп - [MH]доп ∙ MT = [Mн]доп - [Mн ∙ Mт]доп

Δ=2 - [Mн ∙ Mт]gдоп - [Mн]доп + [Mн ∙ Mт]доп = 2 - [Mн]доп = [[Mн]доп]доп

Пример: Mн = - 0,1011 умножение будем выполнять

Mт = - 0,1101 по алгоритму умножения Г.

[Mн]доп = 1.0101

[Mт]доп = 1.0011

Δ =[-Mн]доп = 0.1011

0.00000000

1.11101010 = [Mн ∙ b3 ∙ 2-3]доп

1.11101010

1.11110101 = [Mн ∙ b4 ∙ 2-4]доп

1.11011111

0.10110000 Δ (поправка)

0.10001111 [Mн∙ Mт]доп

 

Далее коротко остановимся на умножении целых чисел. При представлении целых чисел в дополнительном коде знаковый разряд входит в число n разрядов. Следовательно, при умножении целых чисел (в отличие от дробных) в дополнительных кодах знаковый разряд участвует в умножении наряду со значащими. То есть умножение ведется на [Mт]доп , а не на Мт.

1) MH > 0,

MT > 0.

Как отмечалось выше, в этом случае умножение выполняется по правилам умножения чисел в прямых кодах.

2) МH>0,

MT<0,

[Мт]доп = 2n – Мт.

Так как сомножители имеют разные знаки, то произведение Мн∙Мт<0, сле­довательно [Mн∙Мт]доп=22n - Mн∙Мт. Однако при умножении Мн∙[Мт]доп получается Mн ∙(2n-Mт) =2n Mн - Mн∙Мт. Следовательно, погрешность в этом случае равна Δ=22n–Mн∙Мт–2n Mн+Mн∙Мт =22n–2n Mн =22n [–Мт]доп=22n[ [Мт]доп]доп.

Пример: Mн = +110

Mт = -101

[Mн]доп = 0.110

[Mт]доп = 1.011

= [- Mн]доп = 1.010

0.000

0.110 = MH∙b4

0.110

0.011 0 ∙2-1

0.110 = MH∙b3

1.001 0 (возникло переполнение)

0.100 10 ∙2-1 (коррекция)

0.010 010 ∙2-1

0.110 = MH∙b1

1.000 010 (возникло переполнение)

0.100 0010 ∙2-1 (коррекция)

1.010 (поправка)

1.110 0010 [MH MT]доп

- 001 1110 MH MT

 

3) МH<0

МT>0

Здесь, как и при умножении дробных чисел возможны два случая:

a) с вводом поправки в получаемое произведение

H]доп = 2n - MH

Как и ранее, требуется получить [Мн∙Мт]доп= 22n - Мн∙Мт. Получаем

(2n - Мн) ∙ Мт = 2n ∙ Мт - Мн∙Мт.

= 22n - Мн∙Мт - 2n ∙ Мт + Мн∙Мт = 2n(2n - Мт) = [Мт]доп ∙ 2n

б) вариант без ввода поправки рассмотрим применительно к алгоритму умножения Г (как и ранее это справедливо и для других алгоритмов):

MH∙MT = A∙B = [A ∙ b1 ∙ 2-1 ]доп + [A ∙ b2 ∙ 2 -2]доп+- ... + [A ∙ bn ∙ 2-n]доп=

=[A ∙ b1 ∙ 2-1 + A ∙ b2 ∙ 2 –2 +- ... + A ∙ bn ∙ 2-n]доп=[Мн∙Мт]доп.

 

Пример: Мн = -110 Мт = 101 [Мн]доп = 1.010

[Мт]доп = 0.101

b1 ... b4

0.0000000

0.0000000 = [MH ∙ b1]доп ∙ 2-1

0.0000000

1.1101000 = [MH ∙ b2]доп ∙ 2-2

1.1101000

1.1111010 = [MH ∙ b4]доп ∙ 2-4

1.1100010

4) MH < 0

MT < 0

При этом знакосочетании сомножителей в результате должно быть получено:

[Mн]доп = 2n – Mн,

[Mт]доп = 2n – Mт,

Mн ∙Mт = 22n - [Mн Mт]доп.

При умножении [Mн]доп∙[Mн]доп получается:

[Mн]доп∙[Mн]д =[Mн]доп ( 2n - Mт ) = 2n [Mн]доп -

Пример: Мн = -110

Mт = -101

[Mн]доп = 1.010

[Mт]доп = 1.011

b1 ... b4

= [[Mн]доп]доп= 0.110

При умножении используем алгоритм Г.

0.0000000

1.1010000 = [MH∙b1]доп∙2-1

1.1010000

1.1110100 = [MH∙b3] доп∙2-3

1.1000100

1.1111010 = [MH∙b4] доп∙2-4

1.0111110

0.110 (поправка)

0.0011110 MH MT

 








Дата добавления: 2015-05-05; просмотров: 1834;


Поиск по сайту:

При помощи поиска вы сможете найти нужную вам информацию.

Поделитесь с друзьями:

Если вам перенёс пользу информационный материал, или помог в учебе – поделитесь этим сайтом с друзьями и знакомыми.
helpiks.org - Хелпикс.Орг - 2014-2024 год. Материал сайта представляется для ознакомительного и учебного использования. | Поддержка
Генерация страницы за: 0.046 сек.