[发明专利]混数进制、进位行计算机数字工程方法和混数进制、进位行计算机

说明书

技术领域

本发明涉及数字工程方法和计算机领域，特别是计算机的运算器

背景技术

人类已经进入数字化时代。所谓数字工程包括数控机床、数字化设备和数字系统工程等等。本发明中“数字工程”是专指“数字计算系统工程”。它不是解决一个个具体的算题、或定理证明、或几何问题、或某种数学思想，而是解决四则运算法则等计算系统本身的数字工程实现技术方案。它与具体的计算工具密切相关。众所周知，“计算”有好多种，除“近似计算”、“模拟计算”及“无工具计算”(心算、指算、口算等，包括相应的口诀、速算、估算)外，则为“采用工具的数字计算”。人类历史上，“采用工具的数字计算”包括三类：笔算；筹算及珠算；机械算及电算。现代仅剩下数字笔算、珠算、电算。与此相应的“数字计算系统工程”也就有且仅有三类：数字计算机(包括各种处理器)；算盘；采用笔和纸进行笔算的“数字计算系统工程”，简称为“笔算工程”。

所谓“数字工程方法”，就是数字工程总体设计所采用的方法。它规定“数字工程”总体设计应遵循的设计规则。它是一项新的数字工程进行总体设计时，所必须的总体设计方法。①它规定相应数字工程中，运载“数字”的工程元器件、部件、设备等的规则；②它规定相应的数字输入、数字输出、数字运载、数字存储等的规则；③以及相应的数字传输、数字转换、数字处理等的规则；④以及相应的数据采集、数据控制、数据流程等的规则。在实施该“数字工程方法”的“数字工程”总体设计中，表示“数字”、“数字传输”、“数字转换”、“数字处理”等，及“数据控制”、“数据流程”等的全过程，都是在此具体的数字工程中进行的。因此，以相应的数字工程方法，来进行相应数字工程总体设计后，即可获得该数字工程技术方案。这种与数字计算系统工程紧密结合的方法，称为“数字工程方法”。

总之，“数字工程方法”就是在“数字工程”总体设计中，数字化的工程方法。

当前数字工程方法中的四则运算，以“笔算工程”为例，就是“普通Q进制”(简称为“普Q进制”)的四则运算。当Q＝10时，即“普通十进制”(简称为“普十进制”)的四则运算。

首先是加法，有许多不尽如人意之处。主要表现为运算速度慢；在减法中，未能充分利用负数的作用，而且，不能“连减”。尤其在加减联合运算中，不能一步到位；在乘法中，加法的缺点更加扩大严重；在除法中，上述缺点依旧。总之，在最小的数体——有理数体中，四则运算情况并不满意。

在笔算数字工程中，对运算的解剖，表明存在一些隐含的操作程序，以至产生“隐患”。以“二数相加”为例，算式如式一123456+345678＝469134。[文中凡未标明数制的数，均指普十进制数。下同。]其中，十位上的和数3，解剖一下。其微程序操作是：①个位上来的进位；②十位上5、7二数字与低位进位相加，即(5+7+1)。取其和的个位；③上列(5+7+1)和的进位送到高位。其余各位，情况类似。又如例二，设三数求和，算式如式二78+297+259＝634。上述情况更为加重。

显然，存在下列缺点：①进位标示困难。若用小数字表明，则易混淆且字面积受限。特别是表456789时就更烦人；若以“.”符写在数字间，则易与小数点混淆且表示456789也不便；若以手指数数，则速度慢且不方便；若心算，则费脑力且易错。总之，比较讨厌，易出错。②一般二数相加时，每一位上要有三个数相加求和。于是，需三重运算。三及三以上个数相加求和时，则更不方便。③验算困难。一般采用重做一遍，费时费力。

减法比加法麻烦。而且不能在同一竖式中“连减”，必须断开。特别在加减联合运算时，不能一步到位。乘除法中，这类情况更为严重。而且，加减乘除运算格式不统一，除法时还另起炉灶。

另一方面，在计算机数字工程中，一般采用“普通二进制数字工程方法”。于是，现有计算机数字工程技术只有“普通二进制结构”，没有“混数进制结构”。因此，现有计算机无法实现“多重运算”及“三维运算”。同时，现有计算机无法运用“对冲”及“划Q”技术(见下述)。因此，现有计算机运算速度较低。

此外，在算盘数字工程中，这些数一般采用普通二进制与普通五进制的“二五联合进制”数。因此，运算口诀繁杂，而且也存在相应的一些复杂性。

发明内容