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booth算法

Booth算法,也被稱為布斯算法,是一種高效的二進制乘法算法,特別適用於硬體實現。該算法將乘數視為一系列從最低位開始的二進制數字。其基本思想是:

對於具有連續0和1的組,產生的部分積較少。

對於乘數中的每個0,僅需要將前面的累加的部分積向右移動一位。

利用移位和加法操作,可以實現二進制無符號數的乘法。

在無符號數乘法的基礎上,通過適當的符號處理,可以擴展到帶符號數的乘法。

Booth算法的操作過程可以概括為:

從最低位開始,只要乘數數字為「0」,不執行任何操作。

遇到第一個「1」時,執行一次減法,即減去被乘數與該位權值的乘積。

對於其後的「1」位,不執行任何操作。

當再次遇到「0」時,執行一次加法,即加上被乘數與該位權值的乘積。

對其後的「0」位不執行任何操作。

重複以上過程直到處理完乘數的最高位。

Booth算法的優點在於能夠顯著減少部分積的數量,從而提高乘法運算的速度。它特別適用於處理補碼表示的有符號數乘法,因為可以直接在補碼域內進行乘法運算,避免了碼制轉換的複雜性。