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移位运算
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计算机组成原理 系列文章目录
前言
在本篇中，你将掌握
- 三种移位运算的方法：算数移位+逻辑移位+循环移位
对于定点数其表示有两种：无符号数和有符号数，其中有符号数又有原码、反码、补码、移码四种，本篇将学习四种码的运算。
在计算机中，使用移位便可实现 乘除法 = 移位 + 加法
1 移位运算
1.1 算数移位
算数移位，理解好位权和负数特殊的移位补位就可以掌握
1.1.1 原码的算数移位
对于原码的算数移位：
符号位不变，数值位右移，如上图。高位补0，低位舍弃，若舍弃的位=0，则相当于 ÷ 2；若舍弃的位=1，则会丢失精度，如 2 − 1 2^{-1} 2−1
符号位不变，数值位左移，同理。低位补0，高位舍弃，若舍弃的位=0，则相当于 × 2；若舍弃的位=1，则会出现严重误差（舍弃了最高位的1）
1.1.2 反码的算数移位
反码的算数移位，如上图，注意：
正数的反码 = 原码，移位同原码
负数的反码 = 原码数值位取反，负数反码移位运算规则为
右移：高位补1，低位舍弃
左移：低位补1，高位舍弃
1.1.3 补码的算数移位
正数的补码 = 原码，移位同原码
负数的补码 = 原码数值位取反+1，负数补码移位运算规则为
右移：同反码，高位补1，低位舍弃
左移：同原码，低位补0，高位舍弃
1.1.4 算数移位小结
- 正数的原码 = 补码 = 反码，补位都用0补
- 负数的反码 = 原码数值位取反，补码 = 原码数值位取反+1
负数反码，补位补1
负数补码，左移补0，右移补1
1.2 逻辑移位
逻辑右移：高位补0，低位舍弃。
逻辑左移：低位补0，高位舍弃。
1.3 循环移位
循环移位，二进制数在移位过程中不丢弃，像是一个队列一样头变尾或尾变头，循环移位很适合把一个数据的高低字节调换（中文字节的大端存储：高字节+低字节，小端存储：低字节+高字节）
2 小结
本篇重点，算数移位的具体实现步骤（三种码的补位规则）
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