双字节二进制无符号数乘法

计算机乘法
计算机乘法是计算机进行数值运算的一种基本操作，它可以对两个数进行乘法运算，并得出它们的积。

计算机乘法使用的是二进制数系统，每个数字只有0和1两种状态。

计算机乘法的实现是通过使用逻辑门电路和寄存器进行的。

逻辑门电路可以实现二进制位的逻辑运算，而寄存器则可以存储二进制数。

计算机乘法的实现可以分为两种方法：加法器法和移位法。

在加法器法中，计算机会将两个数分别转换为二进制数，并使用加法器进行逐位相加，最终得出它们的积。

在移位法中，计算机会将其中一个数进行移位，并使用加法器进行逐位相加，最终得出它们的积。

计算机乘法是计算机进行数值运算的重要操作之一，它在各种应用程序中都有广泛的应用，例如计算机图形学、科学计算等领域。

为了提高计算机的乘法运算速度，计算机硬件厂商会研发出各种优化方法，例如使用多核处理器、SIMD指令集等。

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符号定点⼆进制⼩数（Qnformat）乘法原理⽆符号整数⼆进制乘法很简单，基本上就是补位到位数相同，然后乘数中的每⼀位与另⼀个乘数的每⼀位做AND(与)运算，然后移位累加就可以了。

那么把⽆符号⼆进制整数乘法拓展到⽆符号⼆进制⼩数乘法，就涉及⼩数格式的问题。

这⾥说定点⼆进制⼩数格式：Qn format；⼩数点位于第 n 位元之右侧，称为Qn 格式。

Q3.3就是3位整数3位⼩数。

乘数A是Qm.n整数部分m位，⼩数部分n位; 乘数B是Qo.p，整数部分o位，⼩数部分p位；那么积A*B 就是Q(m+o).(n+p)，整数部分(m+o)位，⼩数部分(n+p)位；按照⽆符号⼆进制整数乘法进⾏，然后把输出从低到⾼按照位数划分整数和⼩数部分就可以得到正确的结果。

现在把⽆符号⼆进制整数乘法拓展到考虑符号的整数⼆进制乘法，这就涉及⼆进制符号位，补位的问题了。

考虑符号⼆进制整数，最⾼位是符号位，1表⽰负数，0表⽰正数。

负数的补码是所有位取反(反码)然后加1，正数的补码是正数本⾝。

1111是负数，它表⽰-1，它的补码是0001(反码加⼀后最⾼位溢出舍去)，所以负数⼆进制的数值是补码视为正数的相反数。

符号位权位-2^(n-1)——n为⼆进制数的位数，计算符号⼆进制数的⼗进制也可以⽤权来计算。

(1111)2=1*(-2^3)+1*2^2+1*2^1+1*2^0=-8+4+2+1=-1;另外还需强调⼀点，就是符号⼆进制数的补位。

我们都知道不同位数⽆符号⼆进制数进⾏运算需要在位数⼩的数前⾯补0，例如⽆符号数1011和100相加，变成1011和0100相加，因为显然，100和0100, 00100, 000100都是相等的，⾼位补0产⽣0*2^(n)，不对原始数值有影响。

但是负数⼆进制数的补位是要在⾼位补1：直接解释，假设仅要增补1位，如果不是1就改变了负数为正数。

由此递推到补n位，都是补1；也可以从权的⾓度来说明……符号⼆进制数的计算需要考虑每个乘数分别的符号，可以分为：正数*正数，正数*负数，负数*正数，负数*负数正数*正数：正常运算就⾏了，依次与然后移位累加。

无符号类型数据位运算法则
无符号类型数据位运算法则是指在无符号整数类型中进行位运
算时，得到的结果是基于二进制位的操作。

无符号整数类型的范围是0 到 2^n-1，其中 n 表示该类型占用的位数。

在无符号整数类型中，位运算符包括按位与（&）、按位或（|）、按位异或（^）、左移（<<）和右移（>>）。

按位与运算符（&）表示两个操作数对应位置上的二进制位都为 1 时，该位置上的结果为 1，否则为 0。

例如，0b1010 & 0b1100 = 0b1000。

按位或运算符（|）表示两个操作数对应位置上的二进制位有一
个为 1 时，该位置上的结果为 1，否则为 0。

例如，0b1010 | 0b1100 = 0b1110。

按位异或运算符（^）表示两个操作数对应位置上的二进制位不
同时，该位置上的结果为 1，否则为 0。

例如，0b1010 ^ 0b1100 = 0b0110。

左移运算符（<<）将一个数的二进制位向左移动指定的位数，空出的位数补 0。

例如，0b1010 << 2 = 0b101000。

右移运算符（>>）将一个数的二进制位向右移动指定的位数，空出的位数补 0。

例如，0b1010 >> 2 = 0b10。

需要注意的是，无符号整数类型进行左移运算时可能会导致溢出，而右移运算则会在最高位补 0。

因此，在进行位运算时需要谨慎考虑数据类型的范围和位数，以避免出现不可预测的结果。

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移位运算是计算机中的一种基本运算，它可以对一个二进制数进行位移操作，在数值上相当于将这个数乘以或除以2的幂次方。

移位运算包括左移和右移两种方式，其中左移是将二进制数向左移动若干位，右移则是将二进制数向右移动若干位。

在本文中，我们将详细讨论移位运算的规则。

1. 左移运算左移运算是将一个二进制数向左移动若干位，移动的位数由运算符右侧的数字指定。

例如，对于二进制数11001110，如果进行左移3位，则结果为01110000。

左移运算的规则如下：- 左移n位相当于将这个数乘以2的n次方。

- 如果左移后的结果超出了该数据类型的取值范围，则结果将被截断，只保留低位的有效数字。

- 如果左移的位数为负数，则结果为右移操作。

2. 右移运算右移运算是将一个二进制数向右移动若干位，移动的位数由运算符右侧的数字指定。

例如，对于二进制数11001110，如果进行右移3位，则结果为00011001。

右移运算的规则如下：- 右移n位相当于将这个数除以2的n次方，结果向下取整。

- 如果右移后的结果超出了该数据类型的取值范围，则结果将被截断，只保留低位的有效数字。

- 如果右移的位数为负数，则结果为左移操作。

3. 逻辑移位和算术移位在上述规则中，左移和右移都是按照二进制位进行操作的，称为逻辑移位。

除此之外，还有一种移位方式称为算术移位，它是针对带符号整数进行的。

在算术移位中，右移操作会保持原数的符号位不变。

例如，对于带符号整数10101111，如果进行右移1位，则结果为11010111。

在这个例子中，右移操作会保留原数的符号位1，移动到最高位。

算术移位的规则如下：- 右移n位时，保留原数的符号位作为新的符号位，移动到最高位。

- 左移n位时，不保留原数的符号位，将新增的位都填充为0。

4. 应用举例移位运算在计算机科学中有着广泛的应用，下面举两个例子说明其应用场景。

（1）无符号整数的乘法运算在计算机中，无符号整数的乘法运算可以通过移位运算实现。

计算机的进制计算方法计算机作为现代社会中不可或缺的一部分，其使用广泛，涉及到各种各样的计算。

而在计算过程中，不同的进制所涉及到的计算方法也不尽相同。

在本文中，将为大家介绍计算机中常见的进制计算方法。

一、二进制计算方法二进制是计算机中最基本的一种进制。

在二进制中，每个数字的取值范围为0和1，这也是为什么计算机使用二进制进行运算的原因之一。

在二进制中，计算的基本方法与十进制类似。

下面以加法为例进行说明。

1. 二进制加法在二进制加法中，每个位置的值只能是0或1。

当两个二进制数相加时，若当前位置的值为0或1，则结果为该位置的和；若为2，则结果为0，当前位置进一；若为3，则结果为1，当前位置进一。

通过重复这一过程，可以得到最终结果。

2. 二进制减法二进制减法可以借助补码的方法进行运算。

首先，需要对减数进行取反，然后加1，得到其补码。

然后，将被减数与补码相加，即可得到减法的结果。

3. 二进制乘法二进制乘法也是通过同十进制类似的方式进行计算。

具体步骤为，将被乘数的每一位与乘数相乘，然后将结果按位相加，得到最终的乘法结果。

4. 二进制除法在二进制除法中，可以借助长除法的方法进行计算。

具体步骤为，先将被除数除以除数的最高位，得到商的最高位；然后将商的最高位乘以除数，并减去被除数，得到余数；接着将余数乘以2，并重复上述步骤，直到得到商的所有位数。

二、八进制计算方法八进制是计算机中常用的一种进制，其能够更高效地表示二进制数。

在八进制中，每个数字的取值范围为0至7。

八进制的计算方法与二进制类似，只是位权从2变为了8。

三、十六进制计算方法十六进制是计算机中另一种常见的进制，其在表示二进制时更加紧凑。

在十六进制中，每个数字的取值范围为0至9及A至F。

十六进制的计算方法与二进制相似，只是位权从2变为了16。

四、进制转换方法在实际的计算中，经常需要进行不同进制之间的转换。

下面以二进制到十进制的转换为例进行说明。

1. 二进制到十进制的转换方法将二进制数按位展开，然后将每位的值与其对应的位权相乘，并累加得到最终结果。

二进制运算规则知识讲解1. 位（bit）：位是计算机中最小的存储单位，可以表示0或者1，是二进制数的基本元素。

2. 字节（byte）：字节是计算机中常用的存储单位，通常由8个位组成。

3.二进制数：二进制数使用0和1两个数字进行表示，并按照从右到左的顺序依次排列。

每一位上的数字称为一个二进制位。

1.加法运算：二进制数的加法运算和十进制数的加法类似。

在二进制数相加时，从右到左逐位相加，并将结果保存到同一位数的最右边。

当两个二进制位相加时，结果有三种可能性：0+0=0，1+0=1，1+1=0（并产生进位1）。

如果两个二进制数的位数不一致，则需要在较短的数的前面补0再进行相加。

2.减法运算：二进制数的减法运算和加法运算类似，只需要将减数取反并加1，然后进行加法运算即可。

3.乘法运算：二进制数的乘法运算和十进制数的乘法类似。

首先将两个二进制数的每一位逐位相乘，将结果按照位数相加，并通过进位规则进行进位。

然后将每一位的和组合在一起得到最终结果。

4.除法运算：二进制数的除法运算和十进制数的除法类似。

需要利用短除法的原理，将除数逐位与被除数进行比较，然后进行相应的商和余数的运算。

这里需要注意的是，使用二进制数进行除法运算时，被除数必须大于或等于除数。

5.位运算：位运算是对二进制数进行逐位操作的运算。

常用的位运算有与运算、或运算、异或运算和取反运算等。

-与运算（AND）：两个二进制数对应位上的数字都为1时，结果为1，否则为0。

-或运算（OR）：两个二进制数对应位上的数字有一个为1时，结果为1，否则为0。

-异或运算（XOR）：两个二进制数对应位上的数字相同则为0，不同则为1-取反运算（NOT）：对一个二进制数的每一位取反，即0变成1，1变成0。

以上是针对二进制数的基本运算规则进行的讲解。

在实际计算过程中，还可以使用位移运算、逻辑运算、比较运算等其他运算规则。

二进制运算是计算机中非常基础和重要的运算方式，很多计算机科学和编程领域的问题都离不开二进制运算。

字节和机器数的概念字节和机器数是计算机中重要的概念。

字节（Byte）是计算机中最小的可寻址单元。

字节是计算机内存储或传输数据的基本单位，每个字节都有唯一的地址。

一个字节由8个二进制位组成，每个二进制位的值为0或1。

每个字节可以存储一个字符，比如一个英文字母或一个数字。

字节还可以用于存储更复杂的数据结构，比如整数、浮点数、字符串等。

在计算机系统中，存储容量常以字节为单位进行衡量，例如1 KB（千字节）= 1024 字节，1 MB（兆字节）= 1024 KB，1 GB（吉字节）= 1024 MB，1 TB（太字节）= 1024 GB。

机器数是计算机中用二进制表示的数值。

在计算机中，所有数据都是以二进制形式存储和处理的，包括整数、浮点数等。

二进制是一种由0和1组成的数制系统，计算机通过判断电信号的高低电平来表示0和1。

机器数是计算机中对相应数值的一种内部表示方式，是计算机用来进行数值运算和逻辑判断的基础。

机器数的位数决定了计算机中数值的精度，位数越多，表示范围越广，精度越高。

机器数的位数一般是固定的，例如32位、64位等。

机器数还可以分为有符号数和无符号数。

有符号数可表示正数、负数和零，而无符号数仅能表示正数和零。

有符号数一般采用二进制补码形式表示，其中最高位为符号位，0表示正数，1表示负数。

无符号数则直接使用二进制表示数值，没有符号位。

在计算机中，机器数可以进行各种算术和逻辑运算。

计算机通过基本的加法、减法、乘法、除法等运算来实现复杂的数值计算。

计算机还可以进行逻辑判断，比如大小比较、相等判断等。

这些运算和判断都是通过对机器数的操作来实现的。

除了机器数和字节，还有一个相关概念是字长。

字长是指计算机中一次能处理的二进制位数，也可以理解为机器数的位数。

字长决定了计算机的运算速度和处理能力。

较短的字长可能导致精度不够或计算溢出，因此计算机往往采用较长的字长来提高计算精度和处理能力。

当前常见的计算机体系结构中，字长一般是32位或64位。