计算机运算单元的计算,计算机如何实现运算？-优快云博客

计算机是一个统称，实现计算的部件是CPU，在CPU内部有一个ALU

维基介绍

算术逻辑单元(英语：Arithmetic Logic Unit, ALU)是中央处理器的执行单元，是所有中央处理器的核心组成部分，由与门和或门构成的算数逻辑单元，主要功能是进行二进制的算术运算，如加减乘(不包括整数除法)。基本上，在所有现代CPU体系结构中，二进制都以补码的形式来表示。

下面有几个题目：

1.不使用加减乘除实现加法运算

2.不使用加减乘除实现减法运算

3.不使用减乘除实现乘法运算

如果你知道答案，就没必要往下看啦，反之继续阅读

先说加法

代码实现

int _add(int v1,int v2) {

int nRet = 0;

do {

nRet = v1 ^ v2;

v2 =(v1 & v2) << 1;

v1 = nRet;

} while (v2);

return nRet;

}

手工测试

5+5=？

101　　　　 101

xor　　 101　　and　101

------------------------------------------

000　　　　 101

0000　　　　 0000

xor　　 1010　　and　1010

------------------------------------------

1010　　　　 0000

结果是：二进制1010 转换一下 (0*2^0)+(1*2^1)+(0*2^2)+(1*2^3)=10

咋们进行说减法

减法和加法一样的道理，至于为什么需要了解补码(补码设计牛逼我想应该没人反驳)

int _bitSub(int a,int b){

b = -b;

do{

int nXorResult = a^b;

b = (a&b)<<1;//b是退出循环的判断指

a = nXorResult;//a是结果

}while(b);

return a;

}

手工测试(本来想偷懒，不继续演示了......)

1-1　(把减数的符号取反，然后采用加法的运算方式)

0001　　　　0001

xor　　1111　　and 1111

-------------------------------------

1110　　　　0001

1110　　　 1110

xor　　0010　　and 0010

--------------------------------------

1100　　　　 0010

1100　　　 1100

xor　　0100　　and 0100

--------------------------------------

1000　　　　 0100

1000　　　 1000

xor　　1000　　and 1000

--------------------------------------

0000　　　　 1000

00000　　　 00000

xor　　10000　　and 10000

--------------------------------------

10000 00000

这里需要注意，咋们是做的4位bit的运算，超出的直接截断，所以结果是二进制0000

1--1(把减数的符号取反，然后采用加法的运算方式)

0001　　　　0001

xor　　 0001　　　　0001

-------------------------------------

0000　　　　0001

0000　　　　0000

xor　　 0010　　　　0010

-------------------------------------

0010　　　　0000

结果：二进制0010　转为十进制是2

证明打开方式正确

乘法的实现先考虑这样一个问题

十进制：100*10　　=　答案你应该秒知道，　　100*100呢？100*100=10000

注：后缀b表示二进制数字

二进制：100b*100b=你知道等于多少吗？其实这里和十进制是一样的道理 100b*100b=10000b　　(通过这个结果其实就是把被乘数向左移动了2位， 100<<2=10000)

int _mul(int v1,unsigned int v2) {

int nRet = 0;

int nLeftMove = 0;

do {

if (v2 & 1) {

nRet += v1 << nLeftMove;

}

v2 = v2>>1;

nLeftMove++;

}

while(v2);

return nRet;

}

5*2=101b*10b

第一次：判断10b的　　0　　不是1，条件不满足不移动被乘数

第二次：判断10b的　　1　　是1，条件满足移动被乘数，101b<<1b=1010b

第三次：乘数已经判断完了，结束

标签：xor,运算,0001,0010,int,如何,v2,0000,计算机

来源： https://www.cnblogs.com/binaryAnt/p/11104901.html