
【计】 multiplication shift
multiplication
【机】 multiplication
【计】 shift; shifting
【医】 aversion; displacement; gression; shift; transposition
在电子工程与计算机科学领域,"乘法移位"(Multiplication Shift)指利用二进制算术移位操作实现乘法运算的硬件优化技术。该概念在数字电路设计和计算机体系结构中具有核心地位,其数学基础可表述为:
$$ N times 2^k = N ll k $$ 其中$N$为二进制数,$ll$表示左移运算符,$k$为移位位数。该公式揭示了二进制左移1位等效于乘以2的指数级特性。
从汉英词典角度解析:
术语对照
中文「算术左移」对应英文"Arithmetic Left Shift",区别于逻辑移位(Logical Shift)。该操作保持符号位不变,专为有符号数设计,符合IEEE 754浮点数标准。
硬件实现原理
在ALU(算术逻辑单元)中,移位器通过重排数据总线实现该操作。例如8位二进制数$00110101{(2)}$(十进制53)左移2位得$11010100{(2)}$,等效于$53 times 2=212$,此过程仅需2个时钟周期,比传统乘法器快3-5倍。
工程应用场景
乘法移位是计算机科学和数字运算中的一种高效计算方法,指通过二进制位的左移或右移操作来实现数值的乘法或除法运算。其核心原理基于二进制数的位权特性。
左移实现乘法
二进制数每左移1位,相当于乘以2。例如:
5
(二进制 101
)左移1位变为 1010
(十进制 10
),即 5×2=10
右移实现除法
右移1位相当于除以2(向下取整)。例如:
10
(二进制 1010
)右移1位变为 101
(十进制 5
),即 10÷2=5
例如在C语言中,x << 3
等效于 x * 8
,而编译器常自动将符合条件的乘法转换为移位指令以提升效率。
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