基本情報技術者試験(FE) ~情報の基礎理論「コンピュータの演算」~ 【第1回】

この記事は2013年5月29日に書かれたものです。内容が古い可能性がありますのでご注意ください。


情報の基礎理論

 

コンピュータの演算 その1

 

シフト演算

 
コンピュータは、四則演算や、シフト演算を行う回路を備えています。2ⁿ倍するような演算の場合、シフト(けた移動)を用いることで、演算速度が向上します。
また、コンピュータの演算はすべてレジスタで実行されます。このレジスタが有限桁数であるため、演算結果に誤差が発生することがあります。

シフト演算には、算術シフトと論理シフトがあります。また、各シフトともに、左シフトと右シフトがあります。したがって、シフトには、次の種類があります。

  • 算術左シフト
  • 算術右シフト
  • 論理左シフト
  • 論理右シフト

 
「算術シフト」は、正負を考慮した数値データとしてデータを扱うときに利用します。
固定小数点数について、「符号ビット」を除いたビット列を移動させる演算です。

「算術左シフト」では、「符号ビット」を除くビットの内、左から1番目を取り除き、右から1番目に「0」を挿入します。
一般的に、左にnビットシフトすると、2ⁿ倍になります。

「算術右シフト」では、「符号ビット」を除くビットの内、右から1番目を取り除き、左から1番目に「符号ビット」と同じ値を挿入します。
一般的に、右に n ビットシフトすると、2⁻ⁿ(1/2ⁿ)倍になります。
 
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論理演算

 
「論理シフト」では、数値データとして扱うのではなく、ビットの並びとしてデータを扱うときに利用します。データのビット列を全て移動させ、空いた桁に「0」を挿入します。

「論理左シフト」では、左から1番目を除き、右から1番目に「0」を挿入します。

「論理右シフト」では、右から1番目を除き、左から1番目に「0」を挿入します。
 
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