發(fā)布時間：2019-10-01 20:40

【摘要】：三值光學(xué)計算機邁向數(shù)值計算應(yīng)用領(lǐng)域的過程中,乘法是其所必需的重要功能之一,它是完成矩陣變換、線性方程組求解、數(shù)字信號處理和圖形圖像處理等過程的關(guān)鍵運算。然而在目前最新一代的三值光學(xué)計算機實驗系統(tǒng)SD11上還未包含直接完成乘法運算的硬件部件,因此需要尋找一種能在SD11上進行乘法運算的實現(xiàn)方案來改變這一現(xiàn)狀。乘法運算功能既可以通過硬件方式實現(xiàn),也可以通過軟件方式來實現(xiàn)。從目前三值光學(xué)計算機的研究現(xiàn)狀來看,采用軟件方式實現(xiàn)的成本和難度相對較低。本文研究的乘法例程就是一種實現(xiàn)三值光學(xué)計算機乘法功能的軟件方案。該方案通過調(diào)用SD11上已有的三值邏輯處理器和MSD加法器來完成整型數(shù)據(jù)的乘法運算功能,并將乘法功能程序封裝成底層軟件包的形式提供給用戶使用。這是一種較為可行的工程實現(xiàn)方案。 本文針對三值光學(xué)計算機的特點,利用這種新型計算機的運算器可重構(gòu)、數(shù)據(jù)位數(shù)眾多、MSD加法器無進位延時等優(yōu)點,設(shè)計和實現(xiàn)了一種用于三值光學(xué)計算機的40位乘法例程。該例程采用三值光學(xué)計算機中通用的MSD數(shù)表示數(shù)值,通過三值邏輯中的M變換產(chǎn)生乘法中間過程的部分積,再用兩兩相加迭代的計算方法對部分積進行MSD加法求和,得到最終乘積。其中M變換采用了一種比較特殊的快速變換實現(xiàn)方案來提高運算速度,而部分積的MSD加法求和則采用流水技術(shù)實現(xiàn)。文中詳細(xì)給出了這個乘法例程的具體實現(xiàn)步驟和模擬實驗細(xì)節(jié),并與電子計算機中類似的乘法器做了運算復(fù)雜度對比分析。 本文設(shè)計和實現(xiàn)的乘法例程,緊密結(jié)合SD11系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)特點,具有較高的實際可應(yīng)用性。另外,根據(jù)本文揭示的乘法例程構(gòu)造原理可以看出,在進行大數(shù)值數(shù)據(jù)的乘法運算時該例程具有超越電子計算機乘法器的速度優(yōu)勢。
【學(xué)位授予單位】：上海大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2013
【分類號】：TP381

【參考文獻】

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本文編號：2544575