Логический сдвиг влево: Логический сдвиг | это… Что такое Логический сдвиг?

Логический сдвиг | это… Что такое Логический сдвиг?

Би́товый сдвиг — изменение позиций битов в слове на одну и ту же величину.

В основной своей массе компьютеры не могут напрямую адресовать биты, которые содержатся группами по 8, 16, 32 битов в словах. Для обеспечения работы с битами существует множество команд, к которым относятся и сдвиги: Все сдвиги похожи друг на друга поведением средних битов: они просто сдвигаются влево или вправо на определённую величину. И различаются поведением крайних битов: одного, который уходит из слова, и второго, который должен появиться в слове.

Содержание 1 Логический сдвиг 2 Арифметический сдвиг 3 Циклический сдвиг 4 Циклический сдвиг через бит переноса 5 Примечания 6 Источник

Логический сдвиг

Логический сдвиг влево

Логический сдвиг вправо

Сдвиг, при котором уходящий бит уходит, не влияя на оставшееся биты, а на место появившегося бита записывается бит 0.

Пример работы операции сдвига:

Пусть у нас есть число 10101010b (в двоичной системе).

Если сделать сдвиг влево на 1 бит, то получим число 01010100b

Если сделать сдвиг вправо на 1 бит, то получим число 01010101b

В большинстве процессоров уходящий бит сохраняется в флаге переноса. Эта функция широко используется при работе с многобайтовыми числами.

Арифметический сдвиг

Арифметический сдвиг влево

Арифметический сдвиг вправо

При этом сдвиге слово рассматривается не просто как группа битов, а как целое число в дополнительном коде. При сдвиге влево ведёт себя как логический сдвиг, при сдвиге вправо: уходящий бит уходит, не влияя на оставшееся биты, а на место появившегося бита устанавливается бит, соответствующий знаку.

Пример работы операции сдвига:

Пусть у нас есть число 11111010b=−6 (в двоичной системе).

Если сделать сдвиг влево на 1 бит, то получим число 11110100b=−12

Если сделать сдвиг вправо на 1 бит, то получим число 11111101b=−3

Легко заметить, что при арифметическом сдвиге сдвиг влево соответствует умножению на 2, а сдвиг вправо делению на 2 (в общем случае — на основание системы счисления). Исключение: −1 >>a 1 = −1 (в общем случае это относится к числам от −1 до −p+1, где p — основание системы счисления).

Схемотехническая реализация операций сдвига очень проста. Именно поэтому эти операции рекомендуют использовать для операций умножения и деления целых чисел на числа равные степени 2 (2, 4, 8, 16, 32, 64 и т. д.).

Циклический сдвиг

Циклический сдвиг влево

Циклический сдвиг вправо

При этом сдвиге уходящий бит появляется на месте появившегося.

Пример работы операции сдвига:

Пусть у нас есть число 11111010b (в двоичной системе).

Если сделать сдвиг влево на 1 бит, то получим число 11110101b

Если сделать сдвиг вправо на 1 бит, то получим число 01111101b

Циклический сдвиг через бит переноса

Циклический сдвиг влево через бит переноса

Циклический сдвиг вправо через бит переноса

В архитектуру многих процессоров входит флаг переноса в следующий разряд (например, cf на n+1)-битным числом, состоящим из регистра и флага переноса.

Например, если у нас в регистре число 11111010b, флаг переноса равен 0:

После сдвига влево на 1 бит: в регистре 11110100b, флаг переноса равен 1

После сдвига вправо на 1 бит: в регистре 01111101b, флаг переноса равен 0

Операция циклического сдвига через бит переноса используется при работе с многобайтовыми числами. В частности, чтобы сдвинуть вправо на 1 бит длинное число, нужно очистить^[1]cf (в случае деления числа со знаком нужно записать в cf старший бит старшего слова) и циклически сдвинуть на единицу через cf каждое слово, начиная с верхнего. Например, пусть у нас есть число 011000111100b, занимающее три 4-битных слова:

Было:              HI=0110, MED=0011, LO=1100, cf=0
После сдвига HI:   HI=0011, MED=0011, LO=1100, cf=0
После сдвига MED:  HI=0011, MED=0001, LO=1100, cf=1
После сдвига LO:   HI=0011, MED=0001, LO=1110, cf=0

Сдвиги через регистр флагов более чем на 1 бит практически не используются.

Примечания

1. ↑ Можно вместо очистки флага для первого обрабатываемого слова использовать арифметический\логический сдвиг, если он присваивает флагу cf значение вышедшего бита.

Источник

• Лекция: «Битовые операции»
• «Assembler&Win32. Курс молодого бойца.» Урок 11. «Биты, сдвиг логический, арифметический и циклический.»

Логический сдвиг | это… Что такое Логический сдвиг?

Би́товый сдвиг — изменение позиций битов в слове на одну и ту же величину.

В основной своей массе компьютеры не могут напрямую адресовать биты, которые содержатся группами по 8, 16, 32 битов в словах. Для обеспечения работы с битами существует множество команд, к которым относятся и сдвиги: Все сдвиги похожи друг на друга поведением средних битов: они просто сдвигаются влево или вправо на определённую величину. И различаются поведением крайних битов: одного, который уходит из слова, и второго, который должен появиться в слове.

Содержание 1 Логический сдвиг 2 Арифметический сдвиг 3 Циклический сдвиг 4 Циклический сдвиг через бит переноса 5 Примечания 6 Источник

Логический сдвиг

Логический сдвиг влево

Логический сдвиг вправо

Сдвиг, при котором уходящий бит уходит, не влияя на оставшееся биты, а на место появившегося бита записывается бит 0.

Пример работы операции сдвига:

Пусть у нас есть число 10101010b (в двоичной системе).

Если сделать сдвиг влево на 1 бит, то получим число 01010100b

Если сделать сдвиг вправо на 1 бит, то получим число 01010101b

В большинстве процессоров уходящий бит сохраняется в флаге переноса. Эта функция широко используется при работе с многобайтовыми числами.

Арифметический сдвиг

Арифметический сдвиг влево

Арифметический сдвиг вправо

При этом сдвиге слово рассматривается не просто как группа битов, а как целое число в дополнительном коде. При сдвиге влево ведёт себя как логический сдвиг, при сдвиге вправо: уходящий бит уходит, не влияя на оставшееся биты, а на место появившегося бита устанавливается бит, соответствующий знаку.

Пример работы операции сдвига:

Пусть у нас есть число 11111010b=−6 (в двоичной системе).

Если сделать сдвиг влево на 1 бит, то получим число 11110100b=−12

Если сделать сдвиг вправо на 1 бит, то получим число 11111101b=−3

Легко заметить, что при арифметическом сдвиге сдвиг влево соответствует умножению на 2, а сдвиг вправо делению на 2 (в общем случае — на основание системы счисления). Исключение: −1 >>a 1 = −1 (в общем случае это относится к числам от −1 до −p+1, где p — основание системы счисления).

Схемотехническая реализация операций сдвига очень проста. Именно поэтому эти операции рекомендуют использовать для операций умножения и деления целых чисел на числа равные степени 2 (2, 4, 8, 16, 32, 64 и т. д.).

Циклический сдвиг

Циклический сдвиг влево

Циклический сдвиг вправо

При этом сдвиге уходящий бит появляется на месте появившегося.

Пример работы операции сдвига:

Пусть у нас есть число 11111010b (в двоичной системе).

Если сделать сдвиг влево на 1 бит, то получим число 11110101b

Если сделать сдвиг вправо на 1 бит, то получим число 01111101b

Циклический сдвиг через бит переноса

Циклический сдвиг влево через бит переноса

Циклический сдвиг вправо через бит переноса

В архитектуру многих процессоров входит флаг переноса в следующий разряд (например, cf на n+1)-битным числом, состоящим из регистра и флага переноса.

Например, если у нас в регистре число 11111010b, флаг переноса равен 0:

После сдвига влево на 1 бит: в регистре 11110100b, флаг переноса равен 1

После сдвига вправо на 1 бит: в регистре 01111101b, флаг переноса равен 0

Операция циклического сдвига через бит переноса используется при работе с многобайтовыми числами. В частности, чтобы сдвинуть вправо на 1 бит длинное число, нужно очистить

[1]cf (в случае деления числа со знаком нужно записать в cf старший бит старшего слова) и циклически сдвинуть на единицу через cf каждое слово, начиная с верхнего. Например, пусть у нас есть число 011000111100b, занимающее три 4-битных слова:

Было:              HI=0110, MED=0011, LO=1100, cf=0
После сдвига HI:   HI=0011, MED=0011, LO=1100, cf=0
После сдвига MED:  HI=0011, MED=0001, LO=1100, cf=1
После сдвига LO:   HI=0011, MED=0001, LO=1110, cf=0

Сдвиги через регистр флагов более чем на 1 бит практически не используются.

Примечания

1. ↑ Можно вместо очистки флага для первого обрабатываемого слова использовать арифметический\логический сдвиг, если он присваивает флагу cf значение вышедшего бита.

Источник

• Лекция: «Битовые операции»
• «Assembler&Win32. Курс молодого бойца.» Урок 11. «Биты, сдвиг логический, арифметический и циклический.»

Сдвиг битов (сдвиг влево, сдвиг вправо)

Сдвиг бит перемещает каждую цифру в двоичное представление числа слева или справа. Различают три основных вида смен:

Левые сдвиги

При сдвиге влево старший бит теряется, и 0 бит вставляется на другом конце.

Оператор сдвига влево обычно записывается как «<<».

0010 << 1 → 0100 0010 << 2 → 1000

Одиночный сдвиг влево умножает двоичное число на 2:

0010 << 1 → 0100 0010 это 2 0100 это 4

Логические сдвиги вправо

При сдвиге вправо с логическим сдвигом вправо , младший бит теряется и 0 вставляется с другого конца.

1011 >>> 1 → 0101 1011 >>> 3 → 0001

Для положительных чисел один логический сдвиг вправо делит число на 2, отбрасывая все остатки.

0101 >>> 1 → 0010 0101 это 5 0010 это 2

Арифметические сдвиги вправо

При сдвиге вправо с арифметическим значением вправо сдвиг , младший бит теряется и старший бит скопирован .

Языки обрабатывают арифметические и логические сдвиги вправо в различные пути. Java предоставляет два оператора сдвига вправо: >> делает арифметический сдвиг вправо и >>> делает логических сдвигов вправо.

1011 >> 1 → 1101 1011 >> 3 → 1111 0011 >> 1 → 0001 0011 >> 2 → 0000

Первые два числа имели 1 как наиболее значащий бит, поэтому было вставлено больше единиц во время смены. Последние два числа имели 0 как старший бит, поэтому сдвиг вставляется больше 0.

Если число закодировано с помощью два дополнения, тогда арифметический сдвиг вправо сохраняет знак числа, в то время как логический сдвиг вправо делает число положительным.

// Арифметический сдвиг 1011 >> 1 → 1101 1011 это -5 1101 это -3 // Логический сдвиг 1111 >>> 1 → 0111 1111 это -1 0111 это 7

Поделиться Твитнуть Доля

Смотрите также:

• Двоичные числа
• Побитовое И
• Побитовое ИЛИ
• Побитовое НЕ
• Побитовое XOR (исключающее ИЛИ)

Что дальше?

Если вы готовы начать применять эти концепции к некоторым проблемам, ознакомьтесь с нашими пробными вопросами для собеседования по программированию.

Они имитируют настоящее интервью, предлагая подсказки, когда вы застряли или вам не хватает оптимизации.

Попробуйте задать несколько вопросов прямо сейчас

{«id»:28996046,»username»:»2023-02-19_08:23:45_rdb8ty»,»email»:null,»date_joined»:»2023-02-19T08:23:45.050211+00:00″ ,»first_name»:»»,»last_name»:»»,»full_name»:»»,»short_name»:»друг»,»is_anonymous»:true,»is_on_last_question»:false,»percent_done»:0,»num_questions_done «:0,»num_questions_remaining»:46,»is_full_access»:false,»is_student»:false,»first_payment_date»:null,»last_payment_date»:null,»num_free_questions_left»:3,»terms_has_agreed_to_latest»:false,»preferred_content_language»: «»,»preferred_editor_language»:»»,»is_staff»:false,»auth_providers_human_readable_list»:»»,»num_auth_providers»:0,»auth_email»:»»}

Микрооперации сдвига в компьютерной архитектуре

Микрооперации сдвига — это те микрооперации, которые используются для последовательной передачи информации. Они также используются в сочетании с арифметическими микрооперациями, логическими микрооперациями и другими операциями обработки данных. Существует три типа микроопераций сдвига: 1.

1. Логический сдвиг:

Он передает ноль 0 через последовательный ввод. Мы используем символы ‘ << ‘ для логического сдвига влево и  ‘ >> ‘ для логического сдвига вправо.

Логический сдвиг влево:  

При этом сдвиге на одну позицию каждый бит перемещается влево один за другим. Пустой младший значащий бит (LSB) заполняется нулем (т. е. последовательный ввод), а старший значащий бит (MSB) отбрасывается.

Оператор сдвига влево обозначается двойной клавишей со стрелкой влево (<<). Общий синтаксис для сдвига влево следующий: shift-expression << k.
 

Логический сдвиг влево

Примечание: Каждый раз, когда мы сдвигаем число влево на 1 бит, это число умножается на 2.

Логический сдвиг вправо

справа один за другим, и младший значащий бит (LSB) отбрасывается, а пустой MSB заполняется нулем.

Оператор сдвига вправо обозначается двойной клавишей со стрелкой вправо (>>). Общий синтаксис для сдвига вправо: «выражение-сдвига >> k».

Логический сдвиг вправо

Примечание: Каждый раз, когда мы сдвигаем число вправо на 1 бит, это число делится на 2. операция перемещает двоичное число со знаком либо влево, либо вправо.
Ниже приведены два способа выполнения арифметического сдвига.

1. Арифметический сдвиг влево
2. Арифметический сдвиг вправо

Арифметический сдвиг влево:

 В этом сдвиге каждый бит перемещается влево один за другим. Пустой младший бит (LSB) заполняется нулем, а старший бит (MSB) отбрасывается. То же, что и левый логический сдвиг.

Арифметический сдвиг влево

Арифметический сдвиг вправо:

При этом сдвиге каждый бит сдвигается вправо один за другим, младший значащий бит (LSB) отбрасывается, а самый младший значащий бит (MSB) остается пустым.