CPU 底层运算之乘法运算

CPU 运算加减法运算

　　假设计算  3+3 

　　原码是0011 * 0011(以4位存贮单元，因为是原码，最高位不代表符号位)

　　1. 首先 判断 两个加数是否有 负数(减法)  如果有 负数 先将负数转为补码进行运算

　　2. 然后将两个正数相加 所以计算机底层只进行加法运算

　　　　正数的补码 反码 源码都是本身  负数的补码 是先将正数求反码 然后将反码+1 得到该正整数的补码 

 

模拟CPU运算乘法的步骤：

　　假设计算3*3
　　原码是0011 * 0011(以4位存贮单元，因为是原码，最高位不代表符号位)
CPU中的乘法器过程如下：
　　3个寄存器分别存放乘数0011 被乘数 0011 一个部分积初始值为0
　　1、首先判断乘数寄存器(目前为0011)的最低位为1。如果为1则将部分积的值通过加法器加上被乘数0011。因此此步结束后部分积寄存器内容为0011
　　2、将乘数寄存器右移一位，同时将部分积寄存器也右移一位。同时乘积寄存器最低位溢出丢弃。部分积寄存器高位补0，地位溢出后填充到乘数寄存器。因此。部分积寄存其原来的值0011变成了0001。乘数寄存器0011变成了1001（这里低位的1溢出，最高位被部分积溢出的1填充）
　　3、判断乘数寄存器最低位(0001).为1。将部分积通过加法器加上被乘数0011。因此此不结束后部分积寄存器内容是(0001+0011=0100).
　　4、乘数寄存器右移一位，同时将部分积寄存器也有右移一位。同第2步。因此部分积寄存器原来的值0100变成了0010。乘数寄存器1001变成了0100，低位1溢出，最高位被部分积溢出的0填充。
　　5、判断乘数寄存器低位为0不做加法操作直接做第2步的移位操作。既有了部分积变成0001，乘数变成了0010。
　　6、判断乘数寄存器低位为0不做加法操作直接做第2步的移位操作。既有了部分积变成0000，乘数变成了1001；此时所有乘数全部处理完毕。
　　7、最终结果将部分积作为高位，乘数寄存器作为低位得到值为00001001 换算成10进制得到9

CPU中的除法器过程如下：

　　首先初始化三个寄存器存放被除数，除数，部分商，部分商会初始化为0(可初始化也可以不初始化因为会做上商过程)
　　首先把被除数寄存器左移2位与除数寄存器对齐：
　　1010<<2=10(10)
　　在用对齐后的被除数与除数做比较:
　　10(10)-10=00 刚好等于没有溢出所以上商1，商为0001，在将相减的结果(00)放到被除数有效的高位此时被除数有效的最高位为10(10)，此时被除数的bit位为0010,
　　在左移1位：
　　0010<<1=001(0)
　　在用位移后的被除数与除数做比较：
　　001(0)-10=11 符号位为1负数也就是说被除数小于除数所以上商0，商为0010
　　在左移0位
　　0010<<0=0010
　　在用位移后的被除数与除数做比较：
　　0010-10=00 两个符号位都为0相等所以上商1，商为101，在将其放到商的有效高位此时被除数的有效bit位为最低的两位(00)10
　　所有的被除数处理完后商做结果被除数做余数，商为101，余数为00，转换成十进制就是5余0！