電腦科學導論筆記 資料運算

2022-09-11 13:36:36 字數 2184 閱讀 9423

邏輯運算

邏輯運算是指應用在乙個二進位制位上或兩個模式中想應的兩個二進位制的相同基本運算。 

位模式上的邏輯運算子

一般來說,會規定0代表邏輯假,1代表邏輯真,我們有四種定義在位層次上的運算,not,and,or,xor,下面的圖顯示了四種運算不同的輸入或者輸出

其他三個都很熟悉,但是第四個異或,其實就是相同為假,不相同為真,可以用

這個式子來代替,實際上判斷是否相同,就是看其中乙個數取反後是否和另乙個數相同,如果相同,說明原來是不同的數,不同的是真,如果相同就為假。

模層次上的邏輯運算

模層次上的運算規則其實是一樣的,直接上圖:

四種邏輯運算可以修改位模式

求反:可以將每位轉換到相反的位上

與運算:可以將指定的位復位

與運算可以將指定的位歸零,比如我有乙個10100110的位模式,現在我要將前五位歸零,那麼就寫入乙個00000111的位模式,這時候我們稱這個位模式為掩碼。

可以看到前五位變為0

或運算,對指定的位 置位

或運算說白就是讓指定的位變為1

異或:使指定的位翻轉

這個效果和求反是一樣的,只不過異或是指定位求反,

移位運算

移位運算改變位模式中的位的位置,分為邏輯移位和算術移位

邏輯移位

邏輯移位只能移位不帶符號的位儲存模式,因為移位可能會改變量的正負,邏輯移位又分為邏輯移位和迴圈移位

邏輯移位

位模式向左或者向右移位一位,空出來的位直接填0

迴圈移位

迴圈移位就是將移出去的位不丟棄,移動到空出來的位上

算術移位運算

算術的移位運算是針對二進位制補碼格式的帶符號位整數。算術右移除於2 ,算術左移乘以2,這種情況下有可能發生上溢或者下溢。算術右移複製符號位到最右,算術左移丟棄最左位,最右補0

原數-103,新數-52,除2取整的結果

算術左移。

算術運算

這個運算包括加減乘除等

二進位制補碼的整數的加減法

這個問題其實上一章已經講過了,總的來說就是減法變加法。

先判斷被減數是不是負數(實際上負數就是減法),如果是,那麼求補碼,如果不是,那就正常加

符號加絕對值

這個就有點複雜了,一共有兩個符號,但是也有兩個運算子,一共四個符號,但是我們可以通過判斷符號來篩選合適的計算方法

首先,判斷是加還是減,減的話,被減數符號位取反,然後進行異或運算判斷兩邊是否符號相同,如果相同就走右邊,就把兩個絕對值相加,如果溢位了,就停止,沒有就得到最終值

如果不相同,那就去被減數的補碼,相加,這裡要做乙個判斷,要看有沒有上溢,如果上溢了,說明結果是正數,丟棄上溢位,取a的符號位,如果沒有上溢,就去b的符號。

實數的加減法

首先如果a和b兩個數其中有乙個為0,那麼都終止運算。如果是減法,還是將b的符號取反,然後同時規範化兩個數,然後調整位數,使其格式一致

然後相加符號和尾數,如果上溢,就右移尾數,增加指數,如果沒有再次規範化之後得到結果。

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