三值光学计算机整数乘法例程

发布时间：2019-10-01 20:40

【摘要】：三值光学计算机迈向数值计算应用领域的过程中,乘法是其所必需的重要功能之一,它是完成矩阵变换、线性方程组求解、数字信号处理和图形图像处理等过程的关键运算。然而在目前最新一代的三值光学计算机实验系统SD11上还未包含直接完成乘法运算的硬件部件,因此需要寻找一种能在SD11上进行乘法运算的实现方案来改变这一现状。乘法运算功能既可以通过硬件方式实现,也可以通过软件方式来实现。从目前三值光学计算机的研究现状来看,采用软件方式实现的成本和难度相对较低。本文研究的乘法例程就是一种实现三值光学计算机乘法功能的软件方案。该方案通过调用SD11上已有的三值逻辑处理器和MSD加法器来完成整型数据的乘法运算功能,并将乘法功能程序封装成底层软件包的形式提供给用户使用。这是一种较为可行的工程实现方案。 本文针对三值光学计算机的特点,利用这种新型计算机的运算器可重构、数据位数众多、MSD加法器无进位延时等优点,设计和实现了一种用于三值光学计算机的40位乘法例程。该例程采用三值光学计算机中通用的MSD数表示数值,通过三值逻辑中的M变换产生乘法中间过程的部分积,再用两两相加迭代的计算方法对部分积进行MSD加法求和,得到最终乘积。其中M变换采用了一种比较特殊的快速变换实现方案来提高运算速度,而部分积的MSD加法求和则采用流水技术实现。文中详细给出了这个乘法例程的具体实现步骤和模拟实验细节,并与电子计算机中类似的乘法器做了运算复杂度对比分析。 本文设计和实现的乘法例程,紧密结合SD11系统的结构特点,具有较高的实际可应用性。另外,根据本文揭示的乘法例程构造原理可以看出,在进行大数值数据的乘法运算时该例程具有超越电子计算机乘法器的速度优势。
【学位授予单位】：上海大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2013
【分类号】：TP381

【参考文献】

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本文编号：2544575