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浮点数科学计数法的表示方法,浮点数的机器表示

浮点数是小数点位置变化的数量,可以显示的范围比常数大很多。

例如,二进制11.11可以表示为111.12-1、1.11121等,根据该规律可以将二进制的更常见形式N=2EF、e称为阶码,将f称为尾数。 这个数量怎么存在机器里? 将正负符号、2、e、e的符号、f变换为01的排列进行存储吗?

如果我们自己设计计算机,那确实很好,但有人会想出更聪明的方法。 首先,符号位必须占一位数。 2可以省略,也可以不保存。 默认值。 楼层代码e转换为移动代码存储器,不再需要保存楼层代码的正负符号。 最后是比较讲究的尾数,尾数为0时,当然直接保存0。 如果不为0,则临时区域的最高位必须为1。 例如,0.00120不能为0.12-2,小数点以下不能为0。 如果0.001的小数点以下为0,则小数点移动到1之前必须变为0.1,并更改步代码以只存储小数点以下的数。 这个过程叫做正则化尾数。

一般来说,浮点数的机器代码表示如下。

编码位码(移动码)尾数)小数)实际中如何实现,有很多方法,包括例如将阶码放在尾数之后,将编码位放在阶码之后,以补码的形式表示阶码。

用一个主题帮助理解:

图1显示了计算机中16位浮点数的表现形式。

某个机器代码是1110001010000000。

步进代码为移动代码,尾数为反转代码时,其十进制的真值为(1);

步进代码为移动代码、尾数为原代码时,其十进制的真值为(2);

在阶码为补数、尾数为反码的情况下,其十进制的真值为(3);

等级代码为补数,尾数为原代码时,其十进制真值为(4),将其正规化后的机器代码为(5)。

(1) ((4) ) )。

A.0.078125

B.20

C.1.25

D.20.969375

(5) ) )。

A.1110001010000000

B.11110101000000

C.1101010100000000

D.11110001010000

我的分析:

)1)源代码为移动代码,即1110为移动代码,相应的原代码为0110,其十进制真值为6,尾数001010000000为反向代码,正数反向代码转换为原代码,而且

)2)层次代码为移动代码,尾数为原代码,与)1)相同。

(3)阶代码为补码,并且与补码1110相对应的原代码为1010,即-2,并且所述尾数为反向代码。 )1)在已经分析为0.3125的情况下,几十进制整体的真值为2-20.3125=0.078125

(4)阶码1110为补码,真值为-2,尾数为原码)3) )。

)5)将浮点数归一化后,如果末尾的值不为0,则尾数的最高位必须为1。 例如,0.00120必须为0.12-2。 标题的尾数为0010100000000,前0为010100000000,无论编码比特如何,第2个0都可以消除,为010100000000000。 在这样擦除之后,灰度代码相应地

有一种叫做IEEE-754的标准,统一了浮点数的具体安装方法。 目前,大多数高级语言都按照IEEE-754标准(如Java和众所周知的c语言)规定浮点数的存储格式。

IEEE-754标准中定义的单精度浮点数float :

符号位代码(移位代码)尾数)定点小数) 0位1~8位9~31位倍精度浮点数double

代码位代码(移动代码)尾数) 0位1~11位12 ) 63位IEEE-754中尾数的归一化不同,但是在尾数归一化中将小数点以下规定为1,但是由于IEEE-754中将该固定的1作为默认值去除,因此将尾数舍入为1

IEEE-754的等级码移动码也有特殊规定,为了消除等级码全0和全1的状态,像float这样的等级码取值为1 ~ 254,而不是0~255。 也就是说,这里的等级代码的移动代码不是简单地从补数改变代码,而是进一步减少1。 换句话说,移位量为127,而不是128。 因此,对于float来说,真正的指数范围是-126 ~ 127,显示的数量范围也是2-126 ~2127,即10-38 ~1038

提高警惕

176.0625表示为符合IEEE-754标准的单精度浮点数。

首先,由于将176.0625变换为二进制数: 10110000.0001尾数归一化: 1.0110000000127,所以求出暂定域,转码为01100000001的转码: 7的二进制数为00000111,转码拼接: 01000011001100000000010000000000000

记得尾数字段补充0,使尾数为23位。


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