模2運算原理

來源:互聯網
上載者:User

模2運算是一種二進位演算法,CRC校正技術中的核心部分,因此,我們在分析CRC演算法之前,必須掌握模2運算的規則。與四則運算相同,模2運算也包括模2加、模2減、模2乘、模2除四種二進位運算。而且,模2運算也使用與四則運算相同的運算子,即“+”表示模2加,“-”表示模2減,“×”或“·”表示模2乘,“÷”或“/”表示模2除。與四則運算不同的是模2運算不考慮進位和借位,即模2加法是不帶進位的二進位加法運算,模2減法是不帶借位的二進位減法運算。這樣,兩個二進位位相運算時,這兩個位的值就能確定運算結果,不受前一次運算的影響,也不對下一次造成影響。

①模2加法運算定義為:
0+0=0        0+1=1        1+0=1        1+1=0
例如0101+0011=0110,列豎式計算:
   0 1 0 1
+0 0 1 1
──────
   0 1 1 0 ②模2減法運算定義為:
0-0=0        0-1=1        1-0=1        1-1=0
例如0110-0011=0101,列豎式計算:
   0 1 1 0
-  0 0 1 1
──────
   0 1 0 1 ③模2乘法運算定義為:
0×0=0        0×1=0        1×0=0        1×1=1
多位二進位模2乘法類似於普通意義上的多位二進位乘法,不同之處在於後者累加中間結果(或稱部分積)時採用帶進位的加法,而模2乘法對中間結果的處理方式採用的是模2加法。例如1011×101=100111,列豎式計算:
       1 0 1 1
     ×  1 0 1
    ──────
            1 0 1 1
     0 0 0 0
+1 0 1 1
────────
   1 0 0 1 1 1 ④模2除法運算定義為:
0÷1=0        1÷1=1
多位二進位模2除法也類似於普通意義上的多位二進位除法,但是在如何確定商的問題上兩者採用不同的規則。後者按帶借位的二進位減法,根 據餘數減除數夠減與否確定商1還是商0,若夠減則商1,否則商0。多位模2除法採用模2減法,不帶借位的二進位減法,因此考慮餘數夠減除數與否是沒有意義 的。實際上,在CRC運算中,總能保證除數的首位為1,則模2除法運算的商是由余數首位與除數首位的模2除法運算結果確定。因為除數首位總是1,按照模2 除法運演算法則,那麼餘數首位是1就商1,是0就商0。例如1100100÷1011=1110……110,列豎式計算:
               1 1 1 0
       ────────
1 0 1 1〕1 1 0 0 1 0 0
      1 0 1 1
      ──────
           1 1 1 1
        - 1 0 1 1
       ──────
             1 0 0 0
          - 1 0 1 1
         ──────
               0 1 1 0
            - 0 0 0 0
           ──────
                 1 1 0

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