响应式网页开发加法运算-响应式网页需要什么技术
大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于响应式网页开发加法运算的问题,于是小编就整理了1个相关介绍响应式网页开发加法运算的解答,让我们一起看看吧。
1、为什么计算机只能做加法?
大致介绍下加法电路吧。
要让计算机进行算术运算,首先要对输入的数据进行编码。现代计算机都是二进制计算机,n位二进制数的编码空间是。如果使用8位二进制编码,最多可以有256种不同的状态,可以对应到自然数中的0-255,这就是8位无符号整数。
我们知道有限数集对加法运算是不封闭的,对加法运算封闭的数集一定是无限数集(例如自然数集的子集)。显然计算机只能处理有限的数据,因此我们需要一个在有限数集上的封闭运算,模 加法满足这一性质,而且在二进制运算中实现起来特别简单。
举个例子,如果运算的输入和输出都使用8位无符号整数,某些情况下会产生溢出问题,即计算结果用8位存不下,这时就要把溢出部分丢弃,例如:
,
注意到
因此,输出只要比输入多一位,就可以完整保留运算结果,这多出的一位就是进位(carry)。
回忆一下,你是怎么学会算术的?熟练背出10以内的加法和乘法,把十进制表示的算术运算分解成若干个10以内的加法和乘法,分步计算出来就可以了。教会计算机做算术也差不多如此,教会二进制计算机做加法,只需要教会它在2以内的加法就可以了。
在数学上,一元函数是一个数集到另一个数集的映射:
多元函数是向量集到一个数集的映射:
向量函数是向量集到一个数集的多个映射:
多元向量函数实际上就是多个多元函数的组合:
接下来介绍一位半加器 ,输入 为A,B;输出 为S,C。
是两个二进制向量,维度都是2, ;
是一个2维向量集 到数集 的2维向量函数。
设计这个两输入半加器就是设计这个函数
(其中, ),
至于这个函数要怎么设计,就需要布尔代数的知识了。
列出真值表:
布尔代数告诉我们,Carry = A and B,Sum = A xor B = ((not A) and B) or (A and (not B))。
上面这两个逻辑表达式可以这样简写:
于是 就这么被实现了。
再回忆一下,学会10以内的加法后,怎么掌握更大范围的整数加法?列竖式就好了。
根据 求解 就是列竖式的过程了。
好了,现在列个竖式计算下3 3吧。
我们发现,只有两个输入的半加器是不够用的,前一位的进位还要作为下一位的输入。
全加器的输入应该有三个,其真值表如下:
从而得到:
将n个全加器级联起来,就是一个n位的加法器,这就是逐级进位加法器。
考虑到门电路中的电场状态改变需要时间,如果输入电平发生了变化,那么输出电平需要一段时间后才会响应,当然这段时间很小,小到了纳秒级别。因此,这种加法器有个缺点:每一位的进位输入依赖于上一位的进位输出,只有前一位的进位信号稳定后,这一位的全加器的运算才是有意义的。如果位数n很大的话,整个加法器会变慢,最后会限制CPU主频的提高。
既然级联一位的加法器算有这样的缺点,那就干脆直接设计一个位数足够大的加法器!
我们列出2位的全加器的真值表:
我们看到,随着n增大,真值表的行数是指数级别增长的。即使位数仅仅只有2,真值表的行数都达到了32,人工求解布尔表达式变得很困难。但是理论上,这样的全加器的确存在,而且实际上,有一个更优雅的设计方法。
再次考虑上面讲到的全加器,不再以级联的方式获得进位输入,而是直接根据输入,设计电路得到合适的进位,这样设计出来的加法器叫做超前进位加法器。
其中,每一级的进位可以由当前的两个位产生(generate),;或者由上一级传递(propagate)的进位 和当前输入累加导致的,,因此下一级的进位是
因此,得到关于2位超前进位加法器的布尔表达式:
图片来自《数字电子技术(第九版)》 电子工业出版社 Thomas L. Floyd 著 余璆 等 译
考虑到集成电路的面积,成本,功耗,散热等因素,超前进位加法器的位数一般不会过大。一般将几个超前进位加法器(如8位,16位)级联起来,得到位数够宽的加法器。
以上,部分图片来自网络,侵删。
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