Die arithmetische Verschiebung ist eine Art bitweiser Operation, die in digitalen Schaltungen und bei der Computerprogrammierung verwendet wird. Dabei werden alle Bits einer Binärzahl entweder nach links oder nach rechts verschoben, wobei das höchstwertige Bit (MSB) in die entgegengesetzte Richtung der Verschiebung verschoben wird. Die Anzahl der verschobenen Bits wird durch einen benutzerdefinierten Wert bestimmt.
Bei einer arithmetischen Linksverschiebung (LAS) wird jedes Bit der Binärzahl um eine Stelle nach links verschoben. Das MSB wird durch eine 0 ersetzt, und das LSB wird verworfen. Durch diese Operation wird die Zahl effektiv mit zwei multipliziert, wobei alle Bits, die den Datentyp überlaufen, verworfen werden.
Bei einer arithmetischen Rechtsverschiebung (RAS) wird jedes Bit der Binärzahl um eine Stelle nach rechts verschoben. Das LSB wird durch eine 0 ersetzt, und das MSB wird verworfen. Durch diese Operation wird die Zahl effektiv durch zwei geteilt, wobei alle Bits, die den Datentyp überlaufen, verworfen werden.
Die arithmetische Verschiebung kann verwendet werden, um eine Zahl in einer einzigen Operation mit zwei zu multiplizieren oder zu dividieren, was für Operationen wie die Skalierung von Bildern oder die Anpassung der Helligkeit einer Anzeige nützlich ist. Sie kann auch zum Indizieren eines Arrays verwendet werden, da der Wert mit zwei multipliziert oder geteilt werden kann, um den nächsten Index zu erreichen.
Die arithmetische Verschiebung ist durch die Größe des verwendeten Datentyps beschränkt. Wenn die Anzahl der Bits größer ist als die Größe des Datentyps, werden die Überlaufbits verworfen, was zu falschen Ergebnissen führen kann.
Die arithmetische Verschiebung ist eine relativ schnelle Operation und ist schneller als eine Multiplikation oder Division. Einige Prozessoren verfügen jedoch über spezielle Anweisungen für die Multiplikation oder Division, die unter Umständen schneller sind als eine arithmetische Verschiebung.
Eine Alternative zur arithmetischen Verschiebung ist die Verwendung einer Multiplikations- oder Divisionsoperation. Dies ist eine genauere Operation, obwohl sie langsamer sein kann als eine arithmetische Verschiebung.
Die arithmetische Verschiebung ist eine nützliche bitweise Operation, die in digitalen Schaltungen und bei der Computerprogrammierung verwendet wird. Sie kann verwendet werden, um eine Zahl schnell mit zwei zu multiplizieren oder zu dividieren, obwohl sie durch die Größe des verwendeten Datentyps begrenzt ist. Sie kann auch zum Indizieren eines Arrays verwendet werden, da der Wert mit zwei multipliziert oder geteilt werden kann, um den nächsten Index zu erreichen.
Ja, eine arithmetische Linksverschiebung ist dasselbe wie eine logische Linksverschiebung. In beiden Fällen werden die Bits nach links verschoben und die leeren Stellen mit Nullen aufgefüllt. Der einzige Unterschied besteht darin, dass bei einer arithmetischen Verschiebung nach links auch das Vorzeichenbit (das höchstwertige Bit) nach links verschoben wird, während bei einer logischen Verschiebung nach links das Vorzeichenbit nicht betroffen ist.
Die bitweise Verschiebung ist eine Methode zur Darstellung von Zahlen in binärer Form. Wenn eine Zahl nach links verschoben wird, geht das höchstwertige Bit verloren und am Ende wird eine 0 hinzugefügt. Wenn eine Zahl nach rechts verschoben wird, geht das niederwertigste Bit verloren, und am Anfang wird eine 1 hinzugefügt.
Es gibt zwei Arten von Verschiebeoperationen: logische und arithmetische.
Bei logischen Verschiebeoperationen bleibt das Vorzeichen der zu verschiebenden Zahl erhalten, bei arithmetischen Verschiebeoperationen hingegen nicht. Beispielsweise werden bei einer logischen Linksverschiebung einer ganzen Zahl mit Vorzeichen die frei gewordenen Bits mit Nullen aufgefüllt, während bei einer arithmetischen Linksverschiebung die frei gewordenen Bits mit dem Vorzeichenbit aufgefüllt werden (d. h. Kopien des höchstwertigen Bits).
Die zirkuläre Verschiebung, auch Rotationsverschiebung genannt, ist eine Art von bitweiser Operation, bei der die Bits um eine bestimmte Anzahl von Stellen nach links oder rechts verschoben werden, wobei die Bits, die an einem Ende herausgeschoben werden, am anderen Ende hineingeschoben werden. Die arithmetische Verschiebung ist eine Art von bitweiser Operation, bei der die Bits um eine bestimmte Anzahl von Stellen nach links oder rechts verschoben werden, wobei die Bits, die an einem Ende herausgeschoben werden, am anderen Ende verloren gehen.
Es gibt vier Arten von Schiebebefehlen:
1. arithmetische Schiebebefehle: Diese Befehle behandeln den zu verschiebenden Wert als vorzeichenbehaftete Zahl und behalten das Vorzeichen der Zahl bei.
2. Logische Schiebebefehle: Bei diesen Befehlen wird der zu verschiebende Wert als vorzeichenlose Zahl behandelt, und das Vorzeichen der Zahl bleibt nicht erhalten.
3. Befehle zum Drehen: Diese Befehle drehen die Bits des zu verschiebenden Wertes, wobei das Vorzeichen der Zahl erhalten bleibt.
4. bitweise Befehle: Diese Befehle behandeln den zu verschiebenden Wert als ein Bitmuster und behalten das Vorzeichen der Zahl nicht bei.