JPS6395535A - 演算処理方式 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は演算処理方式に関し、特に変数を用いた演算式
を使って操り返し演算処理を行なう演算処理方式に関す
る。

〔従来の技術〕　　。

−Ｃに電子計算機で扱われているデータは固定小数点表
示のものが多く、また、我々にとっても固定小数点数の
方が浮動小数点数よりもわかりやすい。しかし、固定小
数点数はその表記方法のために浮動小数点数に比べて扱
える数値の範囲が狭く、乗算や除算を含む演算処理を行
なう場合には桁あぶれや桁落ちが起こる可能性がある。

そのため、一般に用いられている演算処理方式には、演
算精度の問題から、すべてのデータを浮動小数点数に変
換してから演算処理を行なっているものが多い。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上述したように従来の方式では、すべてのデータを浮動
小数点数に変換するので、このデータを浮動小数点数に
変換する属性変換処理に時間がかかり、全体の演算処理
速度が遅くなってしまうという問題がある。

本発明の目的は、演算精度を落とすことなく、データの
属性変換処理の回数を減らし、属性変換処理にかかる時
間を削減することによって演算の処理速度を上げるため
の演算処理方式を提供することにある。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明の演算処理方式は、 変数を用いた演算式を使って繰り返し演算処理を行なう
演算処理方式において、 固定小数点数の演算処理を行なう固定小数点演算処理手
段と、 浮動小数点数の演算処理を行なう浮動小数点演算処理手
段と、 データを固定小数点数から浮動小数点数に、または浮動
小数点数から固定小数点数に変換するデータ属性変換手
段と、 与えられた演算式中の変数の定義情報を使って、演算処
理を行なった結果が何桁になるかの計算を行ない、その
結果から、前記固定小数点演算処理手段で演算処理を行
なった場合に桁あふれ、桁落ちが起きる可能性があるか
どうかを判断して、その演算処理を前記固定小数点演算
処理手段で行なうか、浮動小数点演算処理手段で行なう
かを決定し、さらに、演算処理を行なう過程で、演算精
度を落とさないため、または結果を出力するためにデー
タの属性変換の必要があるかどうか、複合演算の場合に
演算処理の途中結果を記憶しておく必要があるかどうか
を判断し、以上の解析結果を解析結果格納域に格納する
演算式解析手段と、実際のデータと前記解析結果格納域
内の情報とから、データの属性変換を前記データ属性変
換手段で行なわせ、演算処理を前記固定小数点演算処理
手段または前記浮動小数点演算処理手段のどちらかの手
段で行なわせ、また、演算処理の途中結果をデータの属
性、全体の桁数および小数部の桁数の情報とともに演算
途中結果格納域に格納する制御を行なう／ｒｉ算処理制
御手段とを有する。

〔作用〕

変数を用いた演算式を使って操り返し演算処理を行なう
場合、先ず、演算式解析手段により、上記演算式中の変
数の定義情報に基づいて上記演算式が解析され、データ
の属性変換の必要性があるか等の情報を含む解析結果が
解析結果格納域に格納され、演算処理制御手段はその解
析結果に基づいて実際のデータを、データ属性変換手段
、固定小数点演算処理手段、浮動小数点演算処理手段等
を用いて処理する。

〔実施例〕

次に本発明の実施例について図面を参照して説明する。

第１図は本発明の実施例のブｂツク図である。

本実施例の演算処理方式は、演算式解析手段ｌと、解析
結果格納域２と、演算処理制御手段３と、固定小数点演
算処理手段４と、浮動小数点演算処理手段５と、データ
属性変換手段６と、演算途中結果格納域７とから構成さ
れている。

第２図は本実施例で実行する具体的な演算式の一例を示
し、第３図はこの演算式２−１に用いられている変数Ａ
　−Ｈの定義情報２−２の一例を示している。定義情報
は本実施例においては、変数名に対応してその属性、全
体の桁数、小数部桁数で与えられている。

第４図は演算式解析手段ｌが演算式２−１と変数の定義
情報２−２とを与えられたときに行なう桁数の計算の結
果例と、これをもとにして固定小数点演算処理手段４を
用いるか、浮動小数点演算処理手段５を用いるかを判定
した結果を示す、また、第５図は演算式解析手段１が解
析結果格納域２に格納する内容例を示す。

次に、本実施例の動作を説明す不。

第１図において、演算式解析手段１は演算式２−１と変
数の定義１ｎ報２−２とを用いて演算式２−１に付けら
れている番号■〜■の順に桁数の計算を行なう。桁数の
計算方法は例えば以下のようにして行なわれる。

〔加算〕

加算の場合は必ず桁上がりがあると考えて、全体の桁数
は、整数部の桁数の多い方と小数部の桁数の多い方との
和に１を加えたものとなり、小数部の桁数は小数部の桁
数の多い方の値となる。

〔減算〕

減算の場合は、全体の桁数は、整数部の桁数の多い方と
小数部の桁数の多い方との和になり、小数部の桁数は、
小数部の桁数の多い方の値となる。

〔乗算〕

乗算の場合は、全体の桁数は、そのまま両方の全体の桁
数を加えたものとなり、小数部の桁数も、両方の小数部
の桁数を加えたものとなる。

〔除算〕

除算の場合は、割り切れない場合に桁落ちする可能性が
あるので、無条件に浮動小数点演算を行ない、桁数の計
算は行なわない。

また、本実施例の固定小数点数は全体の桁数が３１桁ま
でのものが扱える。そのため、この桁数を越えるかどう
かが、固定小数点演算を行なうか浮動小数点演算を行な
うかの判断基準となる。

演算式解析手段１は、上述の桁数の計算方法に従って以
下のようにして演算式２−１の各演算■〜■の桁数を計
算し、その結果から固定小数点演算処理手段４でその／
ｆ４算処理を行なった場合に桁あふれ１桁落ちが起きる
可能性があるかどうかを判断し、その演算処理を固定小
数点演算処理手段で行なうか、浮動小数点演算処理手段
で行なうかを決定する。

〔演算■〕

演算式２−１の演算■はＰＡＣＫＥＤ　ＤＥＣＩＭＡＬ
属性のデータ間の加算処理である。前記の桁数の計算方
法に従って計算を行なうと、全体の桁数は１１桁、小数
部のＩｉｊ数は３桁となる。この桁数は固定小数点演算
を行なっても桁あぶれや桁落ちするおそれがないため、
固定小数点演算処理手段４を用いて演算処理を行なうと
判定する。

〔演算■〕

次の演算■は、演算■の結果と変数Ｃの乗算である。演
算■の結果は、属性はＰＡＣＫＥＤ　ＤＥＣＩＭＡＬで
全体の桁数は１１桁、小数部桁数は３桁であり、また、
変数Ｃは変数の定義情報２−２から、属性はＰＡＣＫＥ
Ｄ　ＤＥＣＩＭＡＬで全体の桁数は１０桁、小数部の桁
数は３桁であるから、前記の桁数の計算方法に従って計
算すれば、演算■の結果は全体の桁数２１桁、小数部桁
数６桁ということになる。これも固定小数点で扱える範
囲なので固定小数点ｌＡ算処理手段４で演算処理を行な
うと判定する。

〔演算■〕

演算■も演算■と同様の計算方法で桁数の計算を行なう
と、演算結果の指数は全体の桁数が１６桁、小数部桁数
が３桁となる。これも固定小数点演算処理手段４で行な
うと判定する。

〔演算■〕

演算０は演算■の結果と変数Ｆとの乗算である。

演算■の結果は、属性がＰＡ（ＪＥＤ　ＤＥＣＩＭＡＬ
で全体の指数は１６桁、小数部桁数は３桁であり、変数
Ｆは変数の定義情報２−２から全体の桁数２０桁、小数
部桁数３桁、属性はＰＡＣＫＥＤ　ＤＥＣＩＭ＾Ｌであ
るので、前記桁数の計算方法で計算すると、全体の桁数
３６桁、小数部桁数６桁となり、固定小数点数では桁あ
ふれしてしまう。そのため、この演算■は浮動小数点演
算処理手段５で行なうと判定する。

〔演算■〕

演算■は演算■の結果と演算■の結果との減算である。

演算■の結果は属性がＰＡＣＫＥＤ　ＤＥＣＩＭＡＬで
あるが、演算■の結果がＦＬＯＡＴ　ｌ’１ｌＮＡＩ？
Ｙの属性であるので、演算処理は浮動小数点演算処理手
段５を用いて行なうと判定する。

〔演算■〕

演算■は除算であるので、浮動小数点演算処理手段５で
演算処理を行なうと判定する。

〔演算■〕

演算■は演算■の結果と演算■の結果との減算である。

どちらの結果も浮動小数点数なので、浮動小数点演算処
理手段５で行なうと判定する。

以上〔演算■〕〜〔演算■〕の結果を図にまとめたもの
が第４図である。

そして、演算式解析手段１は、演算処理を行なう過程で
演算精度を落とさないため又は結果を出力するためにデ
ータの属性変換の必要があるか否か、複合演算の場合に
演算処理の途中結果を記ｉＱしておく必要があるか否か
を判断し、この判断に基づくデータ属性変換の情報と、
途中結果記憶の情報とを第４図の情報に加えて、第５図
に示したような最終的なｇ析結果を生成し、これを解析
結果格納域２に格納する。

さて、解析結果が解析結果格納域２に格納されると、演
算処理制御手段３は、解析結果格納域２の情報（第５図
）を見て、入力されたデータ（演算式２−１の各変数Ａ
　−ＩＩに対応する実際のデータ）に対し解析結果格納
域２の順序に従って以下のように処理を行なっていく。

２つの人力されたデータ（変数Ａ、Ｂに対応するデータ
）の加算を固定小数点演算処理手段４で行なわせ（演算
■）、その結果と次のデータ（変数Ｃに対応するデータ
）との乗算を固定小数点演算処理手段４で行なわせ、結
果を演算途中結果格納域７に格納する（演算■）。

次の２つのデータ（変数り、Ｅに対応するデータ）の加
算を固定小数点演算処理手段４で行なわせ（演算■）、
結果をデータ属性変換手段６で浮動小数点数に変換し、
さらに次のデータ（変数Ｆに対応するデータ）もデータ
属性変換手段６で浮動小数点数に変換しζ、変換した結
果同士の乗算を浮動小数点演算処理手段５で行なわせる
（演算■）。

演算■で演算途中結果格納域７に記憶しておいたデータ
をデータ属性変換手段６で浮動小数点数に変換し、その
結果から、演算■で処理した乗算の結果を引く処理を浮
動小数点演算処理手段５で行なわせ、結果を演算途中結
果格納域７に記ｔαしてお（（演算■）。

次の人力データ２つ（変数Ｇ、Ｈに対応するデータ）を
それぞれデータ属性変換手段６で浮動小数点数に変換し
、それぞれの結果の除算を浮動小数点演算処理手段５で
行なわせ（演算■）、最後に演算■で演算途中結果格納
域７に記憶しておいたデータからその結果を引いて（演
算■）、最終的な演算結果として返す。

以上で実際のデータを用いた演算式２−１の、１回の演
算が終了したことになり、さらに実際のデータが複数あ
って、演算式２−１の演算処理が操り返し行なわれる場
合は、演算式解析手段１が演算式を解析して解析結果格
納域２に解析結果を格納する処理を除いた処理が繰り返
される。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明は、従来例のように演算実
行前にすべてのデータを浮動小数点数に属性変換するの
ではなく、実際のデータを用いた演算の実行前に行なっ
た演算式の解析結果に基づき必要なデータについてだけ
データの属性変換を行なうので、特に、変数を用いた演
算式を使って繰り返し同一の演算処理を行なう場合に効
果があり、演算精度を落とすことなく、データの属性変
換処理の回数を減らし、属性変換処理にかかる時間を削
減することによって演算の処理速度を上げることができ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例のブロック図、第２図は本発明
の実施例で実行する演算式の一例を示す図、 第３図は演算式２−１中の変数の定義情報例を示す図、 第４図は変数の定義情報を用いた桁数の計算結果等を示
す図及び、 第５図は解析結果格納域２に格納される演算式２−１の
解析結果例を示す図である。 図において、１・・・演算式解析手段、２・・・解析結
果格納域、３・・・演算処理制御手段、４・・・固定小
数点演算処理手段、５・・・浮動小数点２ｉｉｉ算処理
手段、６・・・データ属性変換手段、７・・・演算途中
結果格納域。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 変数を用いた演算式を使って繰り返し演算処理を行なう
   演算処理方式において、 固定小数点数の演算処理を行なう固定小数点演算処理手
   段と、 浮動小数点数の演算処理を行なう浮動小数点演算処理手
   段と、 データを固定小数点数から浮動小数点数に、または浮動
   小数点数から固定小数点数に変換するデータ属性変換手
   段と、 与えられた演算式中の変数の定義情報を使って、演算処
   理を行なった結果が何桁になるかの計算を行ない、その
   結果から、前記固定小数点演算処理手段で演算処理を行
   なった場合に桁あふれ、桁落ちが起きる可能性があるか
   どうかを判断して、その演算処理を前記固定小数点演算
   処理手段で行なうか、浮動小数点演算処理手段で行なう
   かを決定し、さらに、演算処理を行なう過程で、演算精
   度を落とさないため、または結果を出力するためにデー
   タの属性変換の必要があるかどうか、複合演算の場合に
   演算処理の途中結果を記憶しておく必要があるかどうか
   を判断し、以上の解析結果を解析結果格納域に格納する
   演算式解析手段と、実際のデータと前記解析結果格納域
   内の情報とから、データの属性変換を前記データ属性変
   換手段で行なわせ、演算処理を前記固定小数点演算処理
   手段または前記浮動小数点演算処理手段のどちらかの手
   段で行なわせ、また、演算処理の途中結果をデータの属
   性、全体の桁数および小数部の桁数の情報とともに演算
   途中結果格納域に格納する制御を行なう演算処理制御手
   段とを有することを特徴とする演算処理方式。