(4) IEEE754标准浮点格式
IEEE 745浮点数标准
IEEE 745浮点数标准解读IEEE标准754:浮点数表示如须转载请注明作者为Lolita@,并请保持文章的完整和提供转载出处。
N的实际值n由下列式子表示:其中:★ n,s,e,m分别为N,S,E,M对应的实际数值,而N,S,E,M仅仅是一串二进制位。
★ S(sign)表示N的符号位。
对应值s满足:n>0时,s=0; n<0时,s=1。
★ E(exponent)表示N的指数位,位于S和M之间的若干位。
对应值e值也可正可负。
★ M(mantissa)表示N的尾数位,恰好,它位于N末尾。
M也叫有效数字位(sinificand)、系数位(coefficient), 甚至被称作“小数”。
三、浮点数格式IEEE标准754规定了三种浮点数格式:单精度、双精度、扩展精度。
前两者正好对应C语言里头的float、double或者FORTRAN里头的real、double精度类型。
限于篇幅,本文仅介绍单精度、双精度浮点格式。
★ 单精度:N共32位,其中S占1位,E占8位,M占23位。
★ 双精度:N共64位,其中S占1位,E占11位,M占52位。
上图中,|E|表示E的二进制序列表示的整数值,例如E为"10000100",则|E|=132,e=132-127=5 。
k则表示E的位数,对单精度来说,k=8,则bias=127,对双精度来说,k=11,则bias=1023。
此时m的计算公式如下图所示:标准规定此时小数点左侧的隐含位为1,那么m=|1.M|。
如M="101",则|1.M|=|1.101|=1.625,即 m=1.6252、非规格化:当E的二进制位全部为0时,N为非规格化形式。
此时e,m 的计算都非常简单。
注意,此时小数点左侧的隐含位为0。
为什么e会等于(1-bias)而不是(-bias),这主要是为规格化数值、非规格化数值之间的平滑过渡设计的。
后文我们还会继续讨论。
ieee754标准float单精度浮点数
IEEE754标准Float单精度浮点数一、IEEE754标准Float单精度浮点数的定义IEEE754标准Float单精度浮点数是一种用于表示浮点数的二进制编码格式,它由三个部分组成:符号位、指数位和尾数位。
在IEEE754标准下,Float单精度浮点数总长度为32位,其中符号位占据1位,指数位占据8位,尾数位占据23位,这种编码格式的设计旨在能够有效地表示不同大小和精度的浮点数。
二、浮点数的表示范围1. IEEE754标准Float单精度浮点数可以表示的范围为1.4x10^(-45)至3.4x10^38,这个范围非常广泛,可以满足大多数实际需求。
2. 在表示浮点数时,IEEE754标准Float单精度浮点数遵循一定的存储规则,其中指数位用于表示浮点数的阶码,尾数位用于表示浮点数的尾数。
三、浮点数的精度1. 由于IEEE754标准Float单精度浮点数的尾数位只有23位,因此其表示的精度有限。
在进行浮点数计算时,可能会出现精度丢失的情况,因此在设计算法时需要特别注意。
2. 尽管浮点数的精度有限,但在实际应用中,IEEE754标准Float单精度浮点数仍然广泛应用于科学计算、图形处理等领域。
四、浮点数的舍入规则1. 在进行浮点数运算时,由于IEEE754标准Float单精度浮点数的精度有限,可能会出现舍入误差。
在进行舍入时,IEEE754标准规定了一套标准的舍入规则,以确保浮点数运算的结果尽可能地准确。
2. 浮点数的舍入规则在不同的编程语言中可能会有所不同,但大多数编程语言都遵循IEEE754标准的舍入规则。
五、浮点数的特殊值1. 在IEEE754标准Float单精度浮点数中,有一些特殊的浮点数值,例如正无穷大、负无穷大、NaN(Not a Number)等。
这些特殊的浮点数值在实际计算中可能会起到重要的作用,需要特别注意处理。
2. 特殊值的存在使得IEEE754标准Float单精度浮点数在表示浮点数时更加灵活和丰富。
ieee754标准32位浮点数和普通浮点数
ieee754标准32位浮点数和普通浮点
数
IEEE 754标准是一种被广泛使用的浮点数表示方法,它规定了浮点数的表示
格式和计算规则。
在计算机中,浮点数被用来表示实数,包括小数和无限大。
IEEE 754标准定义了32位浮点数和64位浮点数两种格式,其中32位浮点数是最常用的。
在IEEE 754标准中,32位浮点数被分为三个部分:符号位、指数位和尾数位。
符号位用来表示浮点数的正负,占1位;指数位用来表示浮点数的指数,占8位;尾数位用来表示浮点数的小数部分,占23位。
在计算浮点数时,首先要根据指数位的值来确定浮点数的范围和精度,然后根据尾数位的值来确定浮点数的小数部分。
普通浮点数是指在计算机中用常规方式表示的实数。
它通常用定点数表示,也可以用浮点数表示。
在普通浮点数中,小数点的位置是固定的,而在IEEE 754标准中,小数点的位置是可以浮动的。
这种可变性使得IEEE 754标准能够更好地适应不同情况下的精度需求。
在IEEE 754标准中,32位浮点数的精度比普通浮点数更高。
由于它使用了更多的位数来表示小数部分,因此它可以更精确地表示小数。
此外,IEEE 754标准
还支持负指数和无穷大的表示,这使得它能够更好地处理特殊情况。
总之,IEEE 754标准是一种非常优秀的浮点数表示方法,它具有高精度、范
围大、易读易懂等优点。
相比之下,普通浮点数的表示方法则显得较为简单粗糙。
因此,在需要高精度计算或处理特殊情况时,我们应该优先考虑使用IEEE 754标准的32位浮点数。
ieee754标准格式
IEEE 754标准定义了浮点数的表示格式,包括单精度(32位)、双精度(64位)、延伸单精度(43比特以上,很少使用)与延伸双精度(79比特以上,通常以80位实现)。
IEEE 754规定了四种表示浮点数值的方式:
1. 单精确度(32位):31位表示符号位,1位表示指数,尾数用23位表示。
2. 双精确度(64位):63位表示符号位,10位表示指数,尾数用52位表示。
3. 延伸单精确度(43比特以上,很少使用):42位表示符号位,1位表示指数,尾数用42位表示。
4. 延伸双精确度(79比特以上,通常以80位实现):79位表示符号位,11位表示指数,尾数用67位表示。
此外,IEEE 754标准还定义了特殊数值(无穷与非数值)以及这些数值的“浮点数运算符”。
同时,它也指明了四种数值舍入规则和五种例外状况(包括例外发生的时机与处理方式)。
以上信息仅供参考,如有需要,建议您查阅相关网站。
ieee 浮点数运算
ieee 浮点数运算IEEE(电气电子工程师协会)浮点数标准定义了浮点数的表示方法和运算规则。
在IEEE 754标准中,浮点数分为单精度(32位)和双精度(64位)两种类型。
在IEEE 754标准中,浮点数的表示格式如下:1.符号位:1位,用于表示浮点数的正负。
2.指数位:对于单精度浮点数,为8位;对于双精度浮点数,为11位。
3.尾数位:对于单精度浮点数,为23位;对于双精度浮点数,为52位。
在IEEE 754标准中,浮点数的表示方法如下:1.正数表示:符号位为0,指数位和尾数位按照规定的格式表示。
2.负数表示:符号位为1,其余部分按照规定的格式表示。
在IEEE 754标准中,浮点数的运算规则如下:1.加法:将两个浮点数的符号位相加,指数位和尾数位分别相加即可。
如果相加结果超过规定的表示范围,需要进行舍入或溢出处理。
2.减法:将两个浮点数的符号位相加,指数位和尾数位分别相减即可。
如果相减结果超过规定的表示范围,需要进行舍入或溢出处理。
3.乘法:将两个浮点数的符号位相加,指数位和尾数位分别相乘即可。
如果相乘结果超过规定的表示范围,需要进行舍入或溢出处理。
4.除法:将两个浮点数的符号位相加,指数位和尾数位分别相除即可。
如果相除结果超过规定的表示范围,需要进行舍入或溢出处理。
5.舍入:当浮点数运算结果超过规定的表示范围时,需要进行舍入处理。
具体舍入方式有三种:向最接近的偶数舍入、向最接近的整数舍入、向最接近的可表示的浮点数舍入。
6.溢出:当浮点数运算结果超过了最大可表示的数值时,会发生溢出。
此时需要将结果设为最大可表示的数值或无穷大。
ieee754标准浮点数
ieee754标准浮点数IEEE 754标准浮点数,是一种用于表示和计算浮点数的二进制编码格式。
它由国际电气电子工程师学会(IEEE)制定,被广泛应用于计算机和计算领域。
一、引言随着计算机的快速发展,计算机需要能够处理和表示实数,而实数是一个无穷的集合。
然而,计算机只能处理有限的数据和位数,因此需要一种方法来表示和计算实数,并且要在有限的位数范围内获得尽可能高的精度。
二、浮点数的表示浮点数的表示通常由三个部分组成,分别是符号位(sign),指数位(exponent)和尾数(fraction/mantissa)。
其中符号位用于表示实数的正负,指数位用于表示小数点的位置,尾数用于表示实数的小数部分。
三、单精度和双精度浮点数IEEE 754标准定义了两种主要的浮点数格式,分别是单精度浮点数和双精度浮点数。
单精度浮点数占据32位,双精度浮点数占据64位。
其中,单精度浮点数有1位用于符号位,8位用于指数位,23位用于尾数;双精度浮点数有1位用于符号位,11位用于指数位,52位用于尾数。
四、浮点数的规范化浮点数的规范化是指将浮点数表示为一个标准格式,使得尾数部分的最高位为1。
这样可以减少尾数的位数,提高浮点数的精度。
规范化的过程包括移位和调整指数。
五、浮点数的运算浮点数的加法、减法、乘法和除法都需要按照IEEE 754标准进行。
其中,加法和减法操作使用尾数对齐并相加,然后根据指数的差值进行尾数的移位,最后进行舍入操作。
乘法和除法操作涉及到指数和尾数的运算,需要分别进行处理。
六、浮点数的舍入浮点数的舍入是指将计算结果调整为有限位数的过程。
IEEE 754标准定义了五种舍入方式,分别是向最近的偶数舍入(round to nearest even)、向零舍入(round towards zero)、向正无穷舍入(round towards positive infinity)、向负无穷舍入(round towards negative infinity)和向最近的整数舍入(round to nearest integer)。
浮点数ieee754表示方法
浮点数ieee754表示方法
浮点数是一种用于表示实数的数值类型,它由一个符号位、一个指数位和一个尾数位组成。
IEEE 754是一种广泛使用的浮点数表示标准,它规定了浮点数的二进制表示方法,并提供了一些附加规则来处理特殊情况。
在IEEE 754标准中,浮点数用32位或64位的二进制数来表示。
其中,32位浮点数又称为单精度浮点数,64位浮点数又称为双精度浮点数。
这两种浮点数的符号位、指数位和尾数位的位数分别如下:
- 单精度浮点数:符号位1位、指数位8位、尾数位23位; - 双精度浮点数:符号位1位、指数位11位、尾数位52位。
在IEEE 754标准中,浮点数的二进制表示方法可以分为三个部分:符号位、指数位和尾数位。
符号位用于表示浮点数的正负性,0表示正数,1表示负数。
指数位用于表示浮点数的数量级,它可以将浮点数表示成科学计数法的形式。
尾数位则用于表示浮点数的精度,即小数点后的数字。
在进行浮点数的计算时,需要注意一些特殊情况。
例如,当指数位全为0且尾数位不为0时,表示的是一种特殊的浮点数——非规格化数。
当指数位全为1且尾数位全为0时,表示的是一种特殊的浮点数——无穷大。
当指数位全为1且尾数位不全为0时,表示的是一种特殊的浮点数——NaN(不是一个数)。
总之,IEEE 754标准提供了一种标准化的浮点数表示方法,使
得不同计算机之间可以互相传递和处理浮点数,而不会出现精度误差或计算错误。
ieee754浮点数定义标准
IEEE 754标准定义了浮点数的表示和运算规则,是计算机中使用最广泛的浮点数表示方式。
它规定了浮点数的二进制表示形式,以及不同精度的浮点数的表示范围和精度。
IEEE 754标准的制定使得不同计算机系统上的浮点数运算结果得到了统一,大大提高了软件开发和数据交换的便利性。
1. IEEE 754浮点数的定义IEEE 754标准规定了浮点数的二进制表示形式,它将一个浮点数表示为三部分:符号位s,指数位e和尾数位m。
其中,s表示浮点数的正负号,e表示指数,m表示尾数。
根据IEEE 754标准,一个浮点数的二进制表示形式可以写作:(-1)^s * M * 2^E,其中M为尾数,E为指数。
根据不同的精度,IEEE 754标准将浮点数分为单精度浮点数、双精度浮点数和扩展精度浮点数。
2. 单精度浮点数单精度浮点数是IEEE 754标准中的一种浮点数表示形式,它占用32位二进制位。
其中,1位用于表示符号位s,8位用于表示指数位e,23位用于表示尾数位m。
单精度浮点数的表示范围约为1.4013e-45到3.4028e+38,精度约为7位有效数字。
3. 双精度浮点数双精度浮点数是IEEE 754标准中的另一种浮点数表示形式,它占用64位二进制位。
其中,1位用于表示符号位s,11位用于表示指数位e,52位用于表示尾数位m。
双精度浮点数的表示范围约为4.9407e-324到1.7977e+308,精度约为16位有效数字。
4. 扩展精度浮点数扩展精度浮点数是IEEE 754标准中的一种特殊浮点数表示形式,它占用80位或128位二进制位。
扩展精度浮点数的指数位和尾数位比双精度浮点数更长,因此具有更高的精度和表示范围。
扩展精度浮点数通常用于科学计算和高精度计算领域。
5. 浮点数运算规则根据IEEE 754标准,浮点数的四则运算规则和舍入规则都有严格的规定。
根据不同的精度,IEEE 754标准制定了不同的浮点数运算规则。
在实际编程中,开发人员必须严格遵守IEEE 754标准的要求,以确保浮点数运算结果的精度和正确性。
IEEE754标准的二进制浮点数表示
IEEE754标准的二进制浮点数表示IEEE754标准的二进制浮点数表示IEEE754标准在表示浮点数时,每个浮点数均由三部分组成:符号位S,指数部分E和尾数部分M。
我们知道10进制数的科学计数法如A= -3.5×105这里最前面有一个负号,3.5是尾数,两个有效数字,后面以10为基数的指数为5。
我们可以将它表示为 -3.5E5同样,二进制数也可以用科学计数法规格化表示,比如5这个数,如果用二进制表示的话,整型为101,如果用科学计数法则可以表示为1.25×24 ,这里用的是十进制,将尾数换成二进制就是1.01(就是101向前移两位小数点,和十进制完全相同),后面的指数4换成二进制则是10,那我们将其用二进制的科学计数法就可以写成1.01E10。
当我们依照这种计数法给一个数字确定其精度(有效位)后,就可以用一定长度的1和0的位串来表示一个实数了。
浮点数一般采用以下四种基本格式:(1)单精度格式(32位):除去符号位1位后,E占8位,M占23位。
(2)扩展单精度格式:E>=11位,M31位。
(3)双精度格式:(64位);E=11位,M=52位。
(4)扩展双精度格式:E>=15位,M>63位。
我们最重要的是掌握单精度格式的表示法。
在IEEE754标准中,约定小数点左边隐含有一位,通常这位数就是1,这样实际上使尾数的有效位数为24位,即尾数(用原码表示)为1.M。
指数的值在这里称为阶码,为了表示指数的正负,所以阶码部分采用移码表示,移码值为127,阶码值即从1到254变为-126至+127,在IEEE754中所有的数字位都得到了使用,明确地表示了无穷大和0,并且还引进了"非规格化数",使得绝对值较小的数得到更准确表示。
请看下表:S(1位) E(8位) M(23位) N(32位)符 0 0 (-1)S·2E-127·(1.M) 为规格化数0 不等于0 (-1)S·2-126·(0.M) 为非规格化数号 1到254之间不等于0 (-1)S·2E-127·(1.M) 为规格化数255 不等于0 NaN(非数值)位 255 0 无穷大其中红色字0、1表示隐含位,注意当数字N为非规格化数或是0时,隐含位是0。
(4) IEEE754标准浮点格式
2.1.3 数的定点表示与浮点表示2、浮点表示法(4) IEEE754标准浮点格式前面讨论的是原理性浮点格式,但实际计算机的浮点格式与此有一些差异。
下面简要介绍在当前主流微机中广泛采用的IEEE754标准浮点格式。
按IEEE754标准,常用的浮点数的格式如图2-3所示。
IEEE754有3种浮点表示格式,分别称为: 短浮点数(或称短实数)、长浮点数(或称长实数)、临时浮点数(或称临时实数)。
它们的具体格式如表2-4所示。
表2-4 IEEE754的3种浮点表示格式短浮点数又称为单精度浮点数,长浮点数又称为双精度浮点数,它们都采用隐含尾数最高数位(20)的方法,这样,无形中又增加了一位尾数,因此,相应地尾数真值实际上等于1+(23位尾数数值或52位尾数数值)。
临时浮点数又称为扩展精度浮点数,它没有隐含位,尾数真值就等于64位尾数数值。
下面以32位短浮点数为例,最高位是数符,其后是8位阶码,以2为底,采用移码表示,但偏置量为127,例如阶码真值为1,则阶码的代码值为128,这点与前述原理性偏置量(128)有点差异。
其余23位尾数为纯小数,因此,尾数位数实际上是:1位隐含位+23位尾数=24位。
注意:隐含的“1”是一位整数(即权位为20)。
在浮点格式中表示出来的23位尾数是纯小数,用原码表示。
例如: (15)10 =(1111)2 ,将它规格化后结果为1.111×2 3 ,其中整数部分的“1”将不存储在23位尾数内。
阶码是以移码形式存储的。
短浮点数的偏置值为十进制127或十六进制7FH ;长浮点数的偏置值为十进制1023或十六进制3FFH ;临时浮点数的偏置值为十进制16383或十六进制3FFFH 。
存储浮点数阶码部分之前,偏置值先要加到阶码真值上。
若阶码真值为3,在短浮点数中,移码表示的阶码为:十进制127+3=130或十六进制82H ;长浮点数中,移码表示的阶码为:十进制1023+3=1026或十六进制402H ;临时浮点数中,移码表示的阶码为:十进制16383+3=16386或十六进制4002H 。
工业标准ieee754表示形式
工业标准IEEE 754是一种用于计算机表示浮点数的标准。
它规定了浮点数的表示形式、运算规则等内容,被广泛应用于计算机硬件和软件设计中。
本文将就IEEE 754的表示形式进行详细介绍,包括浮点数的编码方式、正负数的表示规则、特殊值的处理等内容。
1. IEEE 754浮点数的基本结构IEEE 754浮点数由三部分组成:符号位、指数位和尾数位。
其中符号位用于表示数的正负,指数位用于表示数的数量级,尾数位用于表示数的精度。
具体来说,单精度浮点数由1位符号位、8位指数位和23位尾数位组成,而双精度浮点数由1位符号位、11位指数位和52位尾数位组成。
2. 正负数的表示规则在IEEE 754标准中,正数的表示比较简单,符号位为0,指数位和尾数位分别表示数量级和精度。
而负数的表示则需要采用补码的形式,符号位为1,其余位的取值与对应的正数相反。
3. 零和无穷大的表示方法在IEEE 754中,零值的表示比较特殊,它的符号位、指数位和尾数位均为0。
而无穷大的表示则是指数位全为1,尾数位全为0。
IEEE 754还规定了NaN(非数值)的表示形式,用于表示不确定的结果或错误状态。
4. 浮点数的运算规则在计算机中进行浮点数运算时,需要遵循IEEE 754中定义的规则。
加减法需要将两个浮点数转换为同样的指数后进行运算,乘法则需要将指数和尾数分别相乘,除法则需要将除数转换为与被除数相同的格式后进行运算。
总结IEEE 754标准的表示形式对计算机的硬件和软件设计起到了重要的作用。
了解IEEE 754的表示形式不仅有助于理解计算机存储和处理浮点数的方式,还有助于解决浮点数运算中可能出现的问题。
希望本文的介绍能够帮助读者更好地理解IEEE 754标准。
续写:5. 精度损失和舍入误差在浮点数表示中,由于尾数位的有限位数,可能导致精度损失和舍入误差。
某些十进制小数在转换成浮点数时可能会产生舍入误差,这就是由于浮点数的精度有限所导致的问题。
四字节浮点数IEEE-754标准
四字节浮点数 = 第一位高4位ASCII码+第一位低4位ASCII码 +第二位高4位ASCII码+第二位低4位ASCII码 +第三位高4位ASCII码+第三位低4位ASCII码 +第四位高4位ASCII码+第四位低4位ASCII码 注:“浮点数”类型为4个字节,使用的格式为IEEE-754பைடு நூலகம்准(32位),具有24 位精度,尾数的高位始终为“1”,因而不保存,位的分布如下: 1位符号 8位指数位 23位尾数 符号位是最高位,尾数为最低的位,内存中按字节存贮如下: 地址+0 +1 +2 +3 内容:MMMM MMMM MMMM MMMM E MMM MMMM S EEE EEEE 其中:S:符号位,1=负,0=正 E:指数(在两个字节中),偏移为127 M:23位尾数,最高位“1” 例如:12.5的十六进制为0X00004841 4841 EMMMMMMMSEEEEEEE 0100100001000001 E:指数------二进制(1000 0010)=8216=13010 E=130-127=3 2E=23=8 M:------二进制(1100 1000)=C816=20010 200/128=1.5625 实际数据=23*1.5625=12.5
ieee-754 标准规
ieee-754 标准规
IEEE 754是一种二进制浮点数算术标准,定义了浮点数的表示形式、舍入规则、运算规则等。
该标准由国际电气和电子工程师协会(IEEE)制定,目的是为不同计算机系统之间提供一致的浮点数表示和运算。
IEEE 754标准规定了两种浮点数格式:单精度(32位)和双精度(64位)。
其中,单精度浮点数由1位符号位、8位指数位和23位尾数位组成;双精度浮点数由1位符号位、11位指数位和52位尾数位组成。
除了浮点数的表示形式外,IEEE 754还定义了浮点数的运算规则,包括加法、减法、乘法、除法和开方等操作。
这些运算规则主要涉及舍入模式、溢出处理、无穷大和非数值的表示等方面,以确保在不同计算机系统上进行浮点数运算时能够得到一致的结果。
通过遵循IEEE 754标准,计算机系统能够实现高精度的浮点数计算,并且可以在不同平台之间进行数据交换和计算结果的精确比较。
IEEE754标准的32位浮点数格式
于是有 X=(-1)s×1.M×2e =+(1.011011)×23 =+1011.011=(11.375)10
1011.112 1 23 0 22 1 21 1 20 0 21 1 22 1 23 10 11.37510
[例4] 将十进制数数20.59375转换成32位浮点数的二进制 格式来存储。
该浮点代码为 1,01111110,100 0
阶码8位
尾数23位
例3:将(100.25)10转换成短浮点数格式。 ⑴ 十进制数→二进制数→规格化数
1100100.01=1.10010001×26 ⑶ 计算移码表示的阶码(偏置值+阶码真值)
[解:]首先分别将整数和分数部分转换成二进制数:
20.59375=10100.10011
然后移动小数点,使其在第1,2位之间
10100.10011=1.010010011×24
e=4
于是得到:
S=0 , E=4+127=131,
M=010010011
10000011
最后得到32位浮点数的二进制存储格式为:
0100 0001 1010 0100 1100 0000 0000 0000=(41A4C000)16
1.1001001×2100 ⑷ 写成非规格化二进制数形式
11001.001 ⑸ 转换成十进制数,并加上符号位。
(11001.001)2=(25.125)10 所以,该浮点数=-25.125
浮点数x二进制存储格式为(41360000)16,求32位浮点 数十进制值。
[解:] 十六进制数展开得二进制数格式为
1111111+110=10000101 ⑷ 以短浮点数格式存储该数。
符号位=0 阶码=10000101 尾数=10010001000000000000000 短浮点数代码为
IEEE754标准浮点格式
对上溢用无穷大表示,同时 规定: 无穷大+任何数=无穷大 任何有限数÷0=无穷大 任何有限数÷无穷大=0 无穷大÷无穷大=NaN
NaN(Not A Number)
几个特殊数据的存储规则: 正0: 所有的数据位都是0; 负0: 最高位为1,其它的数据位是0; 正/负无穷: 符号位为0/1,阶码位全为1,有效数字全为0; NAN: 非法的浮点数,阶码位全为1,有效数字不全为0;
短浮点数(Single,float)
1位
长浮点数(Double)
1位
11位
15位
52位
64位
64位
80位
3FFH
+1023
临时浮点数(扩展精度浮点数) 1位
3FFFH +16383
对于阶码为0或255的情况,IEEE754标准有特 别的规定: 如果 E 是0 并且 M 是0,则这个数的真值为±0 (正负号和数符位有关)如果 E = 255 并 且 M 是0,则这个数的真值为±∞(同样和符号 位有关) 如果 E = 255 并且 M 不是0,则这不是 一个数(NaN)。
这样IEEE754有5种类型浮点数据,如下表:
S(符号位)E(阶码)M(尾数) 意义
0/1 0/1 0/1 0/1 0 0 1~254 255 0 非0 任意 0 ±0 非规格化数 规格化数 ±无穷大
0/1
255
非0
NaN
十进制数转换成浮点数的步骤
1、将十进制数转换成二进制数:整数部分 用2来除,小数部分用2来乘; 2、规格化二进制数:改变阶码,使小数点 前面仅有第一位有效数字; 3、计算阶码: 短型浮点数的阶码加上偏移量7FH 长型浮点数的阶码加上偏移量3FFH 扩展型浮点数的阶码加上偏移量3FFFH 4、以浮点数据格式存储。 把数值的符号位、阶码和尾数合在一起 就得到了该数的浮点存储形式。
IEEE754标准的浮点数存储格式
IEEE754标准的浮点数存储格式操作系统: CentOS7.3.1611_x64gcc版本:4.8.5基本存储格式(从⾼到低): Sign + Exponent + FractionSign :符号位Exponent :阶码Fraction :有效数字32位浮点数存储格式解析Sign : 1 bit(第31个bit)Exponent :8 bits (第 30 ⾄ 23 共 8 个bits)Fraction :23 bits (第 22 ⾄ 0 共 23 个bits)32位⾮0浮点数的真值为(python语法) :(-1) **Sign * 2 **(Exponent-127) * (1 + Fraction)⽰例如下:a = 12.51、求解符号位a⼤于0,则 Sign 为 0 ,⽤⼆进制表⽰为: 02、求解阶码a表⽰为⼆进制为: 1100.0⼩数点需要向左移动3位,则 Exponent 为 130 (127 + 3),⽤⼆进制表⽰为: 100000103、求解有效数字有效数字需要去掉最⾼位隐含的1,则有效数字的整数部分为: 100将⼗进制的⼩数转换为⼆进制的⼩数的⽅法为将⼩数*2,取整数部分,则⼩数部分为: 1后⾯补0,则a的⼆进制可表⽰为: 01000001010010000000000000000000即: 0100 0001 0100 1000 0000 0000 0000 0000⽤16进制表⽰: 0x414800004、还原真值Sign = bin(0) = 0Exponent = bin(10000010) = 130Fraction = bin(0.1001) = 2 ** (-1) + 2 ** (-4) = 0.5625真值:(-1) **0 * 2 **(130-127) * (1 + 0.5625) = 12.532位浮点数⼆进制存储解析代码(c++):运⾏效果:[root@localhost floatTest1]# ./floatToBin1sizeof(float) : 4sizeof(int) : 4a = 12.500000showFloat : 0x 41480000UFP : 0,82,480000b : 0x41480000showIEEE754 a = 12.500000showIEEE754 varTmp = 0x00c00000showIEEE754 c = 0x00400000showIEEE754 i = 19 , a1 = 1.000000 , showIEEE754 c = 00480000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 18 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 17 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 16 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 15 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 14 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 13 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 12 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 11 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 10 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 9 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 8 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 7 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 6 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 5 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 4 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 3 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 2 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 i = 1 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x41000000showIEEE754 : 0x41480000[root@localhost floatTest1]#64位浮点数存储格式解析Sign : 1 bit(第31个bit)Exponent :11 bits (第 62 ⾄ 52 共 11 个bits)Fraction :52 bits (第 51 ⾄ 0 共 52 个bits)64位⾮0浮点数的真值为(python语法) :(-1) **Sign * 2 **(Exponent-1023) * (1 + Fraction)⽰例如下:a = 12.51、求解符号位a⼤于0,则 Sign 为 0 ,⽤⼆进制表⽰为: 02、求解阶码a表⽰为⼆进制为: 1100.0⼩数点需要向左移动3位,则 Exponent 为 1026 (1023 + 3),⽤⼆进制表⽰为: 10000000010 3、求解有效数字有效数字需要去掉最⾼位隐含的1,则有效数字的整数部分为: 100将⼗进制的⼩数转换为⼆进制的⼩数的⽅法为将⼩数*2,取整数部分,则⼩数部分为: 1后⾯补0,则a的⼆进制可表⽰为:0100000000101001000000000000000000000000000000000000000000000000即: 0100 0000 0010 1001 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000⽤16进制表⽰: 0x40290000000000004、还原真值Sign = bin(0) = 0Exponent = bin(10000000010) = 1026Fraction = bin(0.1001) = 2 ** (-1) + 2 ** (-4) = 0.5625真值:(-1) **0 * 2 **(1026-1023) * (1 + 0.5625) = 12.564位浮点数⼆进制存储解析代码(c++):运⾏效果:[root@localhost t1]# ./doubleToBin1sizeof(double) : 8sizeof(long) : 8a = 12.500000showDouble : 0x 4029000000000000UFP : 0,402,0b : 0x0showIEEE754 a = 12.500000showIEEE754 logLen = 3showIEEE754 c = 4620693217682128896(0x4020000000000000)showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 varTmp = 0x8000000000000showIEEE754 c = 0x8000000000000showIEEE754 i = 48 , a1 = 1.000000 , showIEEE754 c = 9000000000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000 showIEEE754 i = 47 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 46 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 45 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 44 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 43 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 42 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 41 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 40 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 39 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 38 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 37 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 36 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 35 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 34 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 33 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 32 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 31 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 30 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 29 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 28 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 27 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 26 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 25 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 24 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 23 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 22 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 21 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 20 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 19 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 18 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 17 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 16 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 15 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 14 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 13 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 12 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 11 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 10 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 9 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 8 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 7 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 6 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 5 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 4 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 3 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 2 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 i = 1 , a1 = 0.000000 , showIEEE754 b = 0x4020000000000000showIEEE754 : 0x4029000000000000[root@localhost t1]#好,就这些了,希望对你有帮助。
ieee754浮点数的表示
ieee754浮点数的表示IEEE 754浮点数标准定义了一种二进制格式,用于在计算机中表示浮点数。
这个标准规定了浮点数的表示方式、舍入规则、算术操作等。
下面是IEEE 754浮点数的表示详细说明:* 格式:IEEE 754浮点数有三种格式,分别是单精度(32位)、双精度(64位)、和扩展精度(80位)。
其中,32位浮点数由1个符号位、8个指数位和23个尾数位组成,64位浮点数由1个符号位、11个指数位和52个尾数位组成,而80位浮点数由1个符号位、15个指数位和64个尾数位组成。
* 符号位:最左边的位是符号位,用于表示正负。
0代表正数,1代表负数。
* 指数位:在浮点数中,指数位用来表示数的指数部分。
在单精度浮点数中,指数位有8个,偏移量为127,双精度浮点数中指数位有11个,偏移量为1023。
* 尾数位:尾数位是浮点数的有效数字部分。
在单精度浮点数中,有23位,双精度浮点数中有52位,扩展精度浮点数中有64位。
* 规格化数和非规格化数:IEEE 754采用了一种规格化数和非规格化数的表示方法。
规格化数的指数位不全为0和不全为1,而非规格化数的指数位全部为0,用于表示接近零的值。
* 阶码表示:阶码是指数位减去偏移量得到的结果。
对于单精度,阶码的范围是-126到+127;对于双精度,阶码的范围是-1022到+1023。
* 舍入规则:IEEE 754标准规定了四种舍入规则,分别是最近偶数、向零舍入、向正无穷舍入和向负无穷舍入。
这些规则在浮点数运算时有关键的作用。
* 特殊值:IEEE 754还定义了一些特殊的浮点数值,如正无穷大、负无穷大、NaN(Not a Number)等,用于表示计算中的特殊情况。
总体而言,IEEE 754浮点数的标准提供了一种在计算机中表示实数的方式,通过指数位和尾数位的组合,可以表示范围广泛的实数值。
然而,由于浮点数是有限精度的,可能存在舍入误差和表示不准确的问题,因此在某些计算场景下需要谨慎处理。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
2.1.3 数的定点表示与浮点表示
2、浮点表示法
(4) IEEE754标准浮点格式
前面讨论的是原理性浮点格式,但实际计算机的浮点格式与此有一些差异。
下面简要介绍在当前主流微机中广泛采用的IEEE754标准浮点格式。
按IEEE754标准,常用的浮点数的格式如图2-3所示。
IEEE754有3种浮点表示格式,分别称为: 短浮点数(或称短实数)、长浮点数(或称长实数)、临时浮点数(或称临时实数)。
它们的具体格式如表2-4所示。
表2-4 IEEE754的3种浮点表示格式
短浮点数又称为单精度浮点数,长浮点数又称为双精度浮点数,它们都采用隐含尾数
最高数位(20
)的方法,这样,无形中又增加了一位尾数,因此,相应地尾数真值实际上等于1+(23位尾数数值或52位尾数数值)。
临时浮点数又称为扩展精度浮点数,它没有隐含位,尾数真值就等于64位尾数数值。
下面以32位短浮点数为例,最高位是数符,其后是8位阶码,以2为底,采用移码表示,但偏置量为127,例如阶码真值为1,则阶码的代码值为128,这点与前述原理性偏置量(128)有点差异。
其余23位尾数为纯小数,因此,尾数位数实际上是:1位隐含位+23位尾数=24位。
注意:隐含的“1”是一位整数(即权位为20
)。
在浮点格式中表示出来的23位尾数是纯小数,用原码表示。
例如: (15)10 =(1111)2 ,将它规格化后结果为1.111×2 3 ,其中整数部分的“1”将不存储在23位尾数内。
阶码是以移码形式存储的。
短浮点数的偏置值为十进制127或十六进制7FH ;长浮点数的偏置值为十进制1023或十六进制3FFH ;临时浮点数的偏置值为十进制16383或十六进制3FFFH 。
存储浮点数阶码部分之前,偏置值先要加到阶码真值上。
若阶码真值为3,在短浮点数中,移码表示的阶码为:十进制127+3=130或十六进制82H ;长浮点数中,移码表示的阶码为:十进制1023+3=1026或十六进制402H ;临时浮点数中,移码表示的阶码为:十进制16383+3=16386或十六进制4002H 。
例2-29 将(82.25)10 转换成短浮点数格式。
1)先将(82.25)10 转换成二进制数 (82.25)10 =(1010010.01)2
2)规格化二进制数(1010010.01)2 1010010.01=1.01001001×2 6
3)计算移码表示的阶码=偏置值+阶码真值: (127+6)10=(133)10 =(10000101)2
数符
4)以短浮点数格式存储该数
因此:符号位=0 表示该数为正数
阶码=10000101 由3)可得
尾数=01001001000000000000000 由2)可得;尾数为23位,不
足在后面添15位0 所以,短浮点数代码为:
0;10000101;01001001000000000000000
表示为十六进制代码为:42A48000H
例2-30 将(﹣18.125)10 转换成短浮点数格式。
1)先将(﹣18.125)10 转换成二进制数
(﹣18.125)10 =(﹣10010.001)2
2)规格化二进制数(﹣10010.001)2
﹣10010.001=﹣1.0010001×2 4
3)计算移码表示的阶码=偏置值+阶码真值:
(127+4)10=(131)10 =(10000011)2
4)以短浮点数格式存储该数
因此:符号位=1 表示该数为负数
阶码=10000011 由3)可得
尾数=00100010000000000000000 由2)可得;尾数为23位,不
足在后面添16位0 所以,短浮点数代码为:
1;10000011;00100010000000000000000
表示为十六进制代码为:C1910000H
如何由十进制数转换成长浮点数格式、临时浮点数格式;以及又如何由短浮点数格式、长浮点数格式、临时浮点数格式转换成十进制数请读者自己思考,这里不再赘述。