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8位二进制数相乘采用移位相加法(也称为“俄式乘法”),其核心思想是通过逐位相乘并累加部分积来得到最终结果。具体步骤如下:
一、基本原理
从乘数的最低位开始,依次与被乘数相乘。若乘数某位为1,则对应部分积为被乘数;若为0,则部分积为0。
部分积右移对齐
每次相乘得到的部分积需右移一位(相当于乘以2),并与后续部分积按位相加。例如,第一次乘积右移1位后与第二次乘积相加,结果再右移1位与第三次乘积相加,以此类推。
累加求和
将所有部分积按顺序相加,最终结果即为乘积。
二、示例说明
以189(二进制10111001)×25(二进制11001)为例:
逐位相乘
- 1×10111001 = 10111001
- 8×10111001 = 81008008(右移1位)
- 9×10111001 = 91009009(右移1位)
- 1×10111001 = 10111001(右移1位)
- 8×10111001 = 81008008(右移1位)
- 9×10111001 = 91009009(右移1位)
- 1×10111001 = 10111001(右移1位)
- 1×10111001 = 10111001(右移1位)。
累加求和
将上述部分积按顺序相加,最终结果为4725(二进制100110001)。
三、实现要点
硬件实现:
通常使用8位加法器级联构成移位寄存器,通过级联右移实现部分积的累加。
溢出处理:在加法器设计中需注意进位处理,避免溢出。
四、对比其他方法
直接乘法:按十进制规则逐位相乘,计算复杂度较高。
查表法:通过预先计算乘法表加速运算,但需占用存储空间。
移位相加法因硬件实现简单、计算效率较高,是8位二进制数乘法的首选方法。