原码的除法运算

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王道考研ppt:

个人理解:

手算整数的除法:

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手算二进制的除法:

用机器实现除法:

方法一:恢复余数法

第二种方法:加减交替法


王道考研ppt:

个人理解:


手算整数的除法:


将除数的小数点移动到最右边,被除数跟着移动。
之后,对于每一次的余数,减去,用除数乘以商的积,要保证每一次的积尽可能的接近余数,但是又不能大于被除数
如此循环,直到最后的余数为0


手算二进制的除法:


和整数的除法是一样的
只是多了一个区别,那就是商只能取0或者1
所以,就不需要考虑商和除数的积是否尽可能接近被除数的情况
因为就只有商的可能取值:要么0,要么1
所以,相对更加简单


用机器实现除法:

方法一:恢复余数法

因为所有正负整数、正负小数都可以转化为二进制,所以机器只需要解决二进制的除法计算,就可以解决所有数据的计算
所以需要处理二进制的除法计算
机器处理二进制需要是四个期间:
ACC:存储被除数和余数
通用寄存器:存余数
ALU:进行计算,从ACC拿到余数/被除数和余数,进行减法运算
MQ:存商

四个器件的处理过程如下:
将被除数存到ACC中,除数存到通用寄存器中
然后在MQ的最低位默认为当前计算的商(注意,默认为1)
然后,取商1,和通用寄存器的除数相乘,得到积,传给ALU
ACC将被除数传到ALU
ALU对被除数和商*除数的积进行相减
得到结果再返回给ACC
ACC再判断减的结果如果是负数,说明商应该为0
于是,传信息给MQ,将商从1改为0
同时,余数也要恢复
于是,ACC再将这个负数的余数传到ALU,通用寄存器也把除数再次传到ALU,二者相加
回复到原来没有被减去除数的要被除数/余数
之后,整个ACC和MQ向左移动一位
于是,ACC更新为新的余数,MQ更新为新的商结果
持续以上的处理循环,当ACC的余数部分为0时,计算结束
或者当达到计算精度要求时,计算结束

第二种方法:加减交替法

该方法是方法一的改进
方法一的商默认为1,当商应该为0时,需要对当前的余数加上除数恢复到原来的余数这样的一个处理
所以,比较麻烦,还需要再回去一次
那么,是不是可以改进这一点呢?
可以

假设当前余数为a
除数为b
恢复的处理是:a + b 
也就是说,原来的余数应该是a + b
然后商恢复为0
再进行下一位的计算
左移:2(a+b)
商设置为1,再减去b除数
得到下一个位置的余数:2(a+b)-b=2a+b

有了以上的推理,我们就可以实现:
当余数为负数时,
1、调整当前商为0
2、调整下一个位置的商为1
3、全部左移一位
4、当前余数直接*2 + 除数 ,直接得到下一步计算的余数
一箭三雕,得到了当前位的商0,得到下一个位置的商,得到下一个位的余数
妙哉


但是这里有一个问题:
如果是定点小数的除法,结果也只能是定点小数,也就是不能表示大于1的数
也就是说,被除数必须比除数小
那么,机器是怎么检测的呢?
很简单,
如果商的第一位是1,那就说明被除数比除数大,直接中断计算


 

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