什么是定点数,浮点数
浮点运算和定点运算
浮点运算和定点运算
随着计算机技术的不断发展,浮点运算和定点运算在计算机的数
值计算中扮演着重要的角色。
浮点运算常用于科学计算和工程等领域,而定点运算则常用于嵌入式系统和控制系统等领域。
浮点运算,顾名思义,即使用浮点数进行计算的运算方法。
浮点
数包含一个小数和指数两部分,例如1.23E-03即表示1.23乘以10的
负3次方。
浮点运算优点在于精度更高,可以进行精确的小数运算,
但同时需要更高的计算资源和运算时间。
浮点运算一般使用IEEE 754
标准进行规范和实现。
然而,对于实时性要求较高的控制系统来说,定点运算则更为适用。
定点运算即使用固定小数进行计算的运算方法。
定点数同样包含
小数和整数两部分,但是小数点的位置是固定的,例如0.05即表示5
乘以10的负2次方。
定点运算可以用较少的资源完成简单的小数运算,具有精度高、效率高的特点。
总的来说,浮点运算和定点运算相互补充,各自有其应用场景。
在实际开发中,需要根据具体的应用场景选择适合的运算方法,并结
合算法和硬件实现来提高计算性能和精度。
同时,需要注意浮点数计
算的舍入误差和定点数计算的溢出和截断误差,避免对最终计算结果
造成影响。
因此,我们需要在实际应用中进行综合分析,理解和掌握浮点运算和定点运算的原理和实现方法,选择合适的运算方式,提高计算效率和精度,从而实现更加高效、精确的计算。
浮点数和定点数的区别
cloudseawang定点数与浮点数区别最近做HDR时,经常要用NV提供的16位纹理,它的说明书16位能达到24位的精度,就很奇怪?一直搞不懂浮点数的精度怎么算的?今天认真看了一下IEEE float point的标准,终于明白是什么了1. 什么是浮点数在计算机系统的发展过程中,曾经提出过多种方法表达实数。
典型的比如相对于浮点数的定点数(Fixed Point Number)。
在这种表达方式中,小数点固定的位于实数所有数字中间的某个位置。
货币的表达就可以使用这种方式,比如99.00 或者00.99 可以用于表达具有四位精度(Precision),小数点后有两位的货币值。
由于小数点位置固定,所以可以直接用四位数值来表达相应的数值。
SQL 中的NUMBER 数据类型就是利用定点数来定义的。
还有一种提议的表达方式为有理数表达方式,即用两个整数的比值来表达实数。
定点数表达法的缺点在于其形式过于僵硬,固定的小数点位置决定了固定位数的整数部分和小数部分,不利于同时表达特别大的数或者特别小的数。
最终,绝大多数现代的计算机系统采纳了所谓的浮点数表达方式。
这种表达方式利用科学计数法来表达实数,即用一个尾数(Mantissa ),一个基数(Base),一个指数(Exponent)以及一个表示正负的符号来表达实数。
比如123.45 用十进制科学计数法可以表达为1.2345 × 102 ,其中1.2345 为尾数,10 为基数,2 为指数。
浮点数利用指数达到了浮动小数点的效果,从而可以灵活地表达更大范围的实数。
提示: 尾数有时也称为有效数字(Significand)。
尾数实际上是有效数字的非正式说法。
同样的数值可以有多种浮点数表达方式,比如上面例子中的123.45 可以表达为12.345 ×101,0.12345 × 103 或者1.2345 × 102。
因为这种多样性,有必要对其加以规范化以达到统一表达的目标。
定点和浮点数表示
带符号整数:
n+1位
S
|N|≤2n-1
符号位
不带符号整数: n+1
小数点
0≤|N|≤2n+1-1
小数点
(3) 浮点数
浮点数表示法对应于科学(指数)计数法,在计算机中一个浮点数 由两部分构成:阶码和尾数,阶码是指数,尾数是纯小数.
存储格式:
阶符 阶码 数符 尾数
•阶码只能是一个带符号的整数,用来指示尾数中的小数点应当向左 或向右移动的位数,阶码本身的小数点约定在阶码最右面. •尾数表示数值的有效数字,其本身的小数点约定在数符和尾数之间
. •浮点数的正.负是由尾数的数符确定,而阶码的正.负只决定小数点 的位置,即决定浮点数的绝对值大小. •尾数的位数决定数的精度,阶码的位数决定数的范围.
设尾数为4位,阶码为2位,则二进制数N = 101.1(B)的浮点数表示 形式为:
0
11
0 1011ຫໍສະໝຸດ 阶符 阶码 数符 尾数 该数二进制数科学表示法为:N = 0.1011 × 211
四.二进制数在计算机中的表示
1.数的定点和浮点表示
(1)定点小数 指小数点准确固定在数据某一位置上的小数. 一般固定在最高数据位的左边,小数点前边再设一位符号位.
表示方法 N=NsN-1N-2…N-m其中Ns为符号位
S 符号位
小数点
m + 1位 |N|≤1-2-m
(2)定点整数 整数分带符号和不带符号两类,分别表示如下:
关于浮点数与定点数的理解
定点数与浮点数计算机处理的数值数据多数带有小数,小数点在计算机中通常有两种表示方法,一种是约定所有数值数据的小数点隐含在某一个固定位置上,称为定点表示法,简称定点数;另一种是小数点位置可以浮动,称为浮点表示法,简称浮点数。
1. 定点数表示法(fixed-point)所谓定点格式,即约定机器中所有数据的小数点位置是固定不变的。
在计算机中通常采用两种简单的约定:将小数点的位置固定在数据的最高位之前,或者是固定在最低位之后。
一般常称前者为定点小数,后者为定点整数。
定点小数是纯小数,约定的小数点位置在符号位之后、有效数值部分最高位之前。
若数据x 的形式为x = x0.x1x2…x n( 其中x0为符号位,x1~x n是数值的有效部分,也称为尾数,x1为最高有效位),则在计算机中的表示形式为:一般说来,如果最末位x n = 1,前面各位都为0 ,则数的绝对值最小,即|x|mi n = 2-n。
如果各位均为1,则数的绝对值最大,即|x|ma x =1-2-n 。
所以定点小数的表示范围是:2- n ≤ | x| ≤ 1 - 2- n定点整数是纯整数,约定的小数点位置在有效数值部分最低位之后。
若数据x 的形式为x = x0x1x2…x n ( 其中x0为符号位,x1~x n是尾数,x n为最低有效位),则在计算机中的表示形式为:定点整数的表示范围是:1≤ | x| ≤ 2n - 1当数据小于定点数能表示的最小值时,计算机将它们作0处理,称为下溢;大于定点数能表示的最大值时,计算机将无法表示,称为上溢,上溢和下溢统称为溢出。
计算机采用定点数表示时,对于既有整数又有小数的原始数据,需要设定一个比例因子,数据按其缩小成定点小数或扩大成定点整数再参加运算,运算结果,根据比例因子,还原成实际数值。
若比例因子选择不当,往往会使运算结果产生溢出或降低数据的有效精度。
用定点数进行运算处理的计算机被称为定点机。
2. 浮点数表示法(floating-point number)4与科学计数法相似,任意一个J进制数N,总可以写成N = J E × M式中M称为数N 的尾数(mantissa),是一个纯小数;E为数N 的阶码(e x ponent),是一个整数,J称为比例因子J E 的底数。
数定点表示和浮点表示
计算机处理的数值数据多数带有小数,小数点在计算机中通常有两种表示方法,一种是约定所有数值数据的小数点隐含在某一个固定位置上,称为定点表示法,简称定点数;另一种是小数点位置可以浮动,称为浮点表示法,简称浮点数。
1. 定点数表示法(fixed-point)所谓定点格式,即约定机器中所有数据的小数点位置是固定不变的。
在计算机中通常采用两种简单的约定:将小数点的位置固定在数据的最高位之前,或者是固定在最低位之后。
一般常称前者为定点小数,后者为定点整数。
定点小数是纯小数,约定的小数点位置在符号位之后、有效数值部分最高位之前。
若数据x的形式为x=x0.x1x2…xn(其中x0为符号位,x1~xn是数值的有效部分,也称为尾数,x1为最高有效位),则在计算机中的表示形式为:一般说来,如果最末位xn= 1,前面各位都为0,则数的绝对值最小,即|x|min= 2-n。
如果各位均为1,则数的绝对值最大,即|x|max=1-2-n。
所以定点小数的表示范围是:2-n≤|x|≤1 -2-n定点整数是纯整数,约定的小数点位置在有效数值部分最低位之后。
若数据x的形式为x=x0x1x2…xn(其中x0为符号位,x1~xn是尾数,xn为最低有效位),则在计算机中的表示形式为:定点整数的表示范围是:1≤|x|≤2n-1当数据小于定点数能表示的最小值时,计算机将它们作0处理,称为下溢;大于定点数能表示的最大值时,计算机将无法表示,称为上溢,上溢和下溢统称为溢出。
计算机采用定点数表示时,对于既有整数又有小数的原始数据,需要设定一个比例因子,数据按其缩小成定点小数或扩大成定点整数再参加运算,运算结果,根据比例因子,还原成实际数值。
若比例因子选择不当,往往会使运算结果产生溢出或降低数据的有效精度。
用定点数进行运算处理的计算机被称为定点机。
2. 浮点数表示法(floating-point number)与科学计数法相似,任意一个J进制数N,总可以写成N = J E×M式中M称为数N的尾数(mantissa),是一个纯小数;E为数N的阶码(exponent),是一个整数,J称为比例因子J E的底数。
定点数除法
定点数除法
定点数除法是指使用定点数进行除法计算。
在计算机编程中,定点数指的是任意一个具有固定小数位数的数。
与之相对的是浮点数,浮点数可以有可变的小数位数。
在一些具有计算机控制的系统中,如嵌入式系统,通常使用定点数进行数值计算。
这是因为浮点数的运算速度较慢,而定点数的运算速度较快,因为它们可以通过整数运算来实现。
定点数除法需要考虑小数点的位置,即小数位数。
在除法的过程中,需要将被除数和除数的小数点位置对齐后进行计算。
在计算结果时,需要考虑小数点的位置,并根据小数点的位置进行适当的进位或舍位。
例如,假设有两个定点数A和B,它们的小数位数分别为3和2。
要计算A/B的结果,需要先将B的小数点向右移动一位,即将B乘以10,变为B'。
然后将A和B'的小数点对齐,进行除法运算。
最后将结果的小数点向左移动一位,即将结果除以10,得到最终结果。
在实际应用中,定点数除法常用于控制系统中的数据处理和算法运算,如PID控制器等。
对于需要高精度计算的场合,也可以使用定点数来代替浮点数进行计算,提高计算速度和精度。
- 1 -。
简述定点、浮点表示法的区别。
简述定点、浮点表示法的区别。
定点表示法和浮点表示法是两种不同的数据表示方式。
定点表示法一般用来表
示固定的数字,其特点是精度较高,但是占用的存储空间也大。
而浮点表示法则更加灵活,能够表示变化的数字,存储空间也比定点表示法小,但是有一定精度损失,这两种表示法互补可以给我们更多的计算机使用选择。
首先,定点表示法是指将数字按照一定的规则固定分成若干部分,比如我们进
行十进制小数表示时,它固定分割出整数部分和小数部分,进而用二进制表示数据,其各个部分存储在固定的的字节大小的内存单元里,使得存储的精度非常高。
但是定点表示法也有缺点,比如处理动态变化的数据时精度会有影响,占用的存储空间也大。
而浮点表示法的概念主要源于数学中的浮点数,即能够在改变参数值的情况下
仍能保持一定的精确度,因此在计算机科学中浮点数也同样可以表示一定范围内变化数据。
相比定点表示法,浮点表示法容易实现,且占用内存空间相对小。
但是在精度上有一定损失,再有国际标准IEEE 754推荐的浮点表示,依然无法避免产生
舍入误差,进行高精度的计算就很有局限性。
从上述对比可以看出,定点表示法和浮点表示法各有优势,相互交互可以满足
不同的应用场景。
当然,应用层面若想处理浮点数,依然需要进行技术支撑,特别是进行大规模运算时,不仅要求开发者必须理解定点表示法和浮点表示法的基本原理,也还要对算法进行优化提高计算精度。
浮点运算
简介当我们用不同的电脑计算圆周率时,会发现一台电脑的计算较另一台来讲结果更加精确。
或者我们在进行枪战游戏的时候,当一粒子弹击中墙壁时,墙上剥落下一块墙皮,同样的场面在一台电脑上的表现可能会非常的呆板、做作;而在另外一台电脑上就会非常生动形象,甚至与我们在现实中看到的所差无几。
这都是浮点运算能力的差异导致的。
定点与浮点大学计算机基础中已经了解过计算机的实数表示方法可分为两种即定点与浮点1、定点数:定点数指小数点在数中的位置是固定不变的,通常有定点整数和定点小数。
在对小数点位置作出选择之后,运算中的所有数均应统一为定点整数或定点小数,在运算中不再考虑小数问题。
(1)定义:数据中小数点位置固定不变的数(2)种类:定点整数(3)小数点在符号位与有效位之间。
注:定点数受字长的限制,超出范围会有溢出。
2、浮点数:浮点数的表示形式有点像科学计数法(*.*****×10^***),它的表示形式是0.*****×10^***,在计算机中的形式为 .***** e ±***),其中前面的星号代表定点小数,也就是整数部分为0的纯小数,后面的指数部分是定点整数。
利用这样的形式就能表示出任意一个整数和小数,例如1024就能表示成0.1024×10^4,也就是 .1024e+004,3.1415926就能表示成0.31415926×10^1,也就是 .31415926e+001,这就是浮点数。
浮点数进行的运算就是浮点运算。
注:其浮点数的精度由尾数决定,数的表示范围由阶码决定。
浮点数,这个复杂点,有三种格式单精度:_31_30________23_22___________0符号指数有效数双精度:_63_62__________52_51__________________0符号指数有效数扩展精度数:_79_78____________64_63___________________0符号指数有效数3、定点数与浮点数区别定点表示法运算直观,但数的表示范围较小,不同的数运算时要考虑比例因子的选取,以防止溢出。
2定点数和浮点数
(1). 定点整数——小数点位置固定在数的最低位之后 如: Dn-1 Dn-2 • • • • • • D1 D0 . பைடு நூலகம்围: 2n-1 -1 ~ -2n-1 (采用字长n=16位补码时其 值为32767 ~ -32768) (2). 定点小数——小数点位置固定在数的符号位之后、数值
5
2. 求Y= -256.5 的第一种浮点表示格式
Y=-(256. 5)10 =-(100000000.1)2 =-0.1000000001 x2+9 8位阶码为:(+9)补=0000 1001 24位尾数为:(-0.10 0000 0001)补 =1.011 1111 1110 0000 0000 0000 所求-256.5的浮点表示格式为: 0000 1001 1011 1111 1110 0000 0000 0000 用16进制表示此结果则为:(09BFE000)16
X D2
尾数值
① ②
J
阶符
Em-2…….E0
阶码值
J
S
数符
D-1……D-(n-1)
. .
S
J Em-2
…….E0
D-1……D-(n-1)
尾数值
数符 阶符
阶码值
通常,阶码为补码或移码定点整数,尾数为补码或原码 定点小数。
2
(2)浮点数的规格化
目的:字长固定的情况下提高表示精
度的措施: 1 增加尾数位数(但数值范围减小) 2 采用浮点规格化形式
最高位之前。
如:D0. D-1 • • • • • • D-(n-2) D-(n-1) 范围:1 - 2-(n-1) ~ -1 (采用字长n=16位时其值为 32767/32768 ~ -1) 其中n表示字长多少位
2.4 定点数和浮点数的表示方法
明德
浮点数在计算机中的表示格式:
博学
日新
笃行
用定点小数表示,给出有 效数字的位数决定了浮点 数的表示精度
表达指数部分
用整数形式表示,指明小数 点在数据中的位置决定浮点 数的表示范围
河南科技大学
浮点数的表示范围
明德
博学
日新
笃行
假设尾数和阶码均用补码表示,阶码的位数为k+1位,尾数的位数为 n+1位
河南科技大学
浮点数的规格化
明德
博学
日新
笃行
3. 浮点数的规格化: 存储在计算机中的浮点数以及运算结果的浮点数都应为规
格化数,如果尾数不是规格化数,要用移位方法把它变为规格化数, 这种处理过程,称为规格化。
河南科技大学
IEEE754标准
明德
博学
日新
笃行
IEEE754标准定义了四种浮点数的基本格式:单精度格式、 双精度格式、扩展精度格式。
(11001.001)2=(25.125)10
河南科技大学
1111111+110=10000101 该数的单精度数的存浮点数格式即为:
0 10000101 10010001000000000000000 表示成十六进制数:42C88000H
日新
笃行
河南科技大学
IEEE754标准
明德
博学
日新
笃行
例2. 将单精度浮点数C1C90000H转换成十进制数。
解:1)将十六进制数转换成二进制数
C1C90000H=11000001110010010000000000000000
符号位S=1,阶码=10000011
尾数=10010010000000000000000
计算机图形学 定点数和浮点数
IEEE754标准格式如下
(-1)S 2E (D0.D-1……D-(P-1)) 最高是数符S占1位,0表示正、1表示负 ;指数项E,基数是2,E是一个带有一定 偏移量的无符号整数;尾数部分D,它是 一个带有一位整数位的二进制小数值形式 。其规格化形式应调整阶码使其尾数整数 位D0为1且与小数点一起隐含掉。
1.软件编程方法实现
由手算到机器实现,要解决三个问题:符 号问题、部分积相加进位问题、移位问题。
原码乘法是先取绝对值相乘,再根据同号 相乘为正、异号相乘位负,单独决定符号位。
补码乘法则让符号位直接参加运算,算法 将会复杂一些。
2.硬件快速乘法器实现
利用中大规模集成电路芯片,在一拍节中
实现多项部分积的相加,成为阵列乘法器。
值最高位之前。
. 如:D0 D-1 • • • • • • D-(n-2) D-(n-1)
范围:1 - 2-(n-1) ~ -1 (采用字长n=16位时其值 为32767/32768 ~ -1)
其中n表示字长多少位
2. 数的浮点表示方法
(1)M浮s 点数的E表示:是把M字长分成阶 码和尾数两部分。其根据就是: N=M·RE
3.3.1 定点数一位乘法 1. 定点原码一位乘
乘法规则推导:(3;1位
m位
通常,阶码为补码或移码定点整数,尾数为补码
或原码定点小数。
规格化问题
目的:字长固定的情况下提高表示精 度的措施:
定点整数,定点小数,浮点数,指数的关系
定点整数、定点小数、浮点数和指数是数学中常见的概念,它们在数字表示和运算中都起着重要的作用。
本文将介绍它们的定义、区别和通联,希望读者通过本文的阐述能够更加深入地理解这些概念。
一、定点整数定点整数是指在固定的位置表示的整数。
在计算机中,定点整数是直接表示整数值的,通常使用一个固定的位数来表示整数部分和小数部分。
8位的定点整数表示形式为sxxxxxxx,其中s表示正负号,x表示整数部分。
由于定点整数的位数是固定的,所以它能够表示的范围是有限的,但在一定的范围内可以得到较高的精度。
二、定点小数定点小数是指小数点位置固定的数。
它和定点整数相似,但是它的小数点位置是固定的,即小数点后面的位数是固定的。
三、浮点数浮点数是指用科学记数法来表示的数。
它由一个有效数字部分和一个指数部分组成。
有效数字部分是一个带小数点的十进制数,指数部分是一个用科学记数法表示的整数。
浮点数的特点是可以表示很大或很小的数,并且对于一些小数运算有比较好的精度。
但是由于浮点数的表示形式是二进制的,所以在表示某些十进制小数时会有精度损失的问题。
四、指数指数是表示数的次方的方法。
指数可以为整数、小数或者是分数。
当指数为整数时,结果很容易计算;当指数为小数或者分数时,结果需要通过计算机程序或者数学公式来计算。
定点整数、定点小数、浮点数和指数的关系可以从以下几个方面来看:1. 表示范围。
定点整数和定点小数的表示范围是固定的,而浮点数的表示范围是可以很大或者很小的。
指数的作用就是可以表示很大或者很小的数。
2. 表示精度。
定点整数和定点小数在一定范围内有较高的表示精度,而浮点数的精度会受到位数限制和表示问题的影响。
指数的作用是可以通过乘方运算来得到某些较大或者较小的数。
3. 表示方法。
定点整数和定点小数使用固定的位数来表示,而浮点数使用科学记数法来表示。
在实际的计算中,需要根据具体的需求来选择合适的表示方法。
在一些要求较高的计算中,可以使用浮点数来表示或者计算;在一些对精度要求较高的计算中,可以使用定点整数和定点小数来进行计算。
浮点数运算转换为定点数运算的c语言
浮点数运算转换为定点数运算的c语言浮点数运算转换为定点数运算的C语言一、定点数的概念1、什么是定点数所谓定点数,就是一种固定的格式的数,它通常用特定的位数表示一个数字,其中小数点的位置是固定的,它跟浮点数不同,浮点数的精度随着数值的变化而变化,而定点数的精度是固定的。
2、定点数的运算定点数的运算是指定点数的加减乘除、四舍五入、整数转换等运算。
二、C语言定点数运算1、C语言定点数的完成(1)使用 long long、int 类型变量,配合 shift 运算,实现定点数的加减运算、乘除运算等。
(2)使用其他类型变量,配合位操作运算,实现定点数的四舍五入、整数转换等。
2、C语言定点数运算的实现(1)定点数加:long long add_fix(long long a,long long b){return (a + b);}(2)定点数减:long long sub_fix(long long a,long long b) {return (a - b);}(3)定点数乘:long long mul_fix(long long a,long long b) {return ((a * b) >> 16);}(4)定点数除:long long div_fix(long long a,long long b) {return ((a << 16) / b);}(5)定点数四舍五入:int round_up(long long a,long long b){int result;result = a/b;if(a % b >= b/2)result++;return result;}(6)定点数转换为整数:int to_int(long long a){return (int)(a >> 16);}三、总结从上述分析可以看到,C语言提供的变量类型和位运算符号,可以用来实现定点数的加减乘除、四舍五入、整数转换等运算,这使得定点数的运算变得更加方便、高效。
浮点运算和定点运算
浮点运算和定点运算
浮点运算和定点运算是计算机中常见的两种数值运算方式。
浮点运算是指在计算机中使用浮点数进行的数值运算,浮点数由尾数和指数两部分组成,用于表示实数。
其特点是可表示很大或很小的数字,而且精度可以控制,在科学计算、数字信号处理等领域有广泛应用。
但是其缺点是计算速度相对较慢,而且会因为舍入误差而产生精度误差。
而定点运算是指在计算机中使用定点数进行的数值运算,定点数通常是整数,其小数点位置是固定的。
它的特点是计算速度快,不会产生舍入误差,但是其精度不如浮点运算,只能用于一些对精度要求不高、要求计算速度快的应用场合,比如图像、视频等。
在实际应用中,通常会根据具体需求选择浮点运算或定点运算。
对于需要高精度计算的应用,如科学计算,一般采用浮点运算;而对于要求计算速度和实时性比较高的应用,如多媒体处理,通常采用定点运算。
同时,现代计算机中的CPU、GPU等处理器都具有硬件支持浮点运算和定点运算,可以根据应用场景智能地选择合适的数值运算方式,提高计算效率和精度。
定点数与浮点数
小数点的表示为了节省内存,计算机中数值型数据的小数点的位置是隐含的,且小数点的位置既可以是固定的,也可以是变化的。
定点数与浮点数如果小数点的位置事先已有约定,不再改变,此类数称为“定点数”。
相比之下,如果小数点的位置可变,则称为“浮点数”。
⑴定点数。
常用的定点数有两种表示形式:如果小数点位置约定在最低数值位的后面,则该数只能是定点整数;如果小数点位置约定在最高数值位的前面,则该数只能是定点小数。
例如,假定用两个字节存放一个定点数,则以定点方式表示的十进制整数195为:这里,(-0.6876)10=(-0.10110000000001101…)2,转换为无限循环小数,存储时多余的位被截断。
如果知道一个定点数的小数点位置约定和占用存储空间大小,那么很容易确定其表示数的范围。
⑵浮点数。
浮点数表示法来源于数学中的指数表示形式,如193可以表示为0.193x103或1.93x102等。
一般地,数的指数形式可记作:N=M x RC其中,M称为“尾数”,C称为“阶码”。
在存储时,一个浮点数所占用的存储空间被划分为两部分,分别存放尾数和阶码。
尾数部分通常使用定点小数方式,阶码则采用定点整数方式。
尾数的长度影响该数的精度,而阶码则决定该数的表示范围。
同样大小的空间中,可以存放远比定点数取值范围大得多的浮点数,但浮点数的运算规则比定点数更复杂。
1. 什么是浮点数在计算机系统的发展过程中,曾经提出过多种方法表达实数。
典型的比如相对于浮点数的定点数(Fixed Point Number)。
在这种表达方式中,小数点固定的位于实数所有数字中间的某个位置。
货币的表达就可以使用这种方式,比如99.00 或者00.99 可以用于表达具有四位精度(Precision),小数点后有两位的货币值。
由于小数点位置固定,所以可以直接用四位数值来表达相应的数值。
SQL 中的NUMBER 数据类型就是利用定点数来定义的。
还有一种提议的表达方式为有理数表达方式,即用两个整数的比值来表达实数。
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C++中的浮点数有6种,分别是:
float:单精度,32位
unsigned float:单精度无符号,32位
double:双精度,64位
unsigned double:双精度无符号,64位
long double:高双精度,80位
unsigned long double:高双精度无符号,80位(嚯,应该是C++中最长的内置类型了吧!)然而不同的编译器对它们的支持也略有不同,据我所知,很多编译器都没有按照IEEE规定的标准80位支持后两种浮点数的,大多数编译器将它们视为double,或许还有极个别的编译器将它们视为128位?!对于128位的long double我也仅是听说过,没有求证,哪位高人知道这一细节烦劳告知。下面我仅以float(带符号,单精度,32位)类型的浮点数说明C++中的浮点数是如何在内存中表示的。先讲一下基础知识,纯小数的二进制表示。(纯小数就是没有整数部分的小数,讲给小学没好好学的人)
void TestDouble(double value)
...{
int count=0;
string x;
if (value>0)
...{
x+="0"; //判断符号
什么是定点数和浮点数
计算机中的数除了整数之外,还有小数。如何确定小数点的位置呢?通常有两种方法:
一种是规定小数点位置固定不变,称为定点数。
另一种是小数点的位置不固定,可以浮动,称为浮点数。
在计算机中,通常是用定点数来表示整数和纯小数,分别称为定点整数和定点小数。对于既有整数部分、又有小数部分的数,一般用浮点数表示。下面分别予以介绍:
最后把计算得到的足够多的1和0按位顺序组合起来,就得到了一个比较精确的用二进制表示的纯小数了,同时精度问题也就由此产生,许多数都是无法在有限的n内完全精确的表示出来的,我们只能利用更大的n值来更精确的表示这个数,这就是为什么在许多领域,程序员都更喜欢用double而不是float。
float的内存结构,我用一个带位域的结构体描述如下:
三、浮点数说明形式
在汇编语言中,可用DD在MASM 6.0系统中,正浮点数前面不能书写‘+’,但MASM 6.11系统更正了这种错误,并提供了新的浮点数说明方法,即:可用REAL4、REAL8和REAL10来分别代替DD、DQ和DT。
在定义浮点数时,要使用伪指令.8087、.287或.387等。
2、还原阶码:10000011 – 01111111=100
3、该浮点数的规格化形式:1.1001001×24 (其中前面的“1.”从隐含位而来)
4、该浮点数的非规格化形式:11001.001
5、该浮点数的十进制数为-25.125 (因为符号位为1,所以,该数是负数)
下面是学习和掌握十进制数转化为浮点数的控件,它可按步骤演示整个转换过程。
通过WKB,TEXT都是可以的。先觉得,通过Text建立会比较慢,因为要用到geometryfromtext,与把数据转换成文本再让数据库进行转换,不如自己进行转换成 WKB形式的
第一段的难点就是将double类型转换成十六进制字符串,就是将64bit转换成16进制字符串表示。首先学习了IEEE754标准,了解浮点函数的编码方式。
(3)浮点数:浮点数是属于有理数中某特定子集的数的数字表示,在计算机中用以近似表示任意某个实数。具体的说,这个实数由一个整数或定点数(即尾数)乘以某个基数(计算机中通常是2)的整数次幂得到,这种表示方法类似于基数为10的科学记数法。浮点数在计算机中用以近似表示任意某个实数。浮点计算是指浮点数参与的运算,这种运算通常伴随着因为无法精确表示而进行的近似或舍入。一个浮点数a由两个数m和e来表示:a = m × be。在任意一个这样的系统中,我们选择一个基数b(记数系统的基)和精度p(即使用多少位来存储)。m(即尾数)是形如±d.ddd...ddd的p位数(每一位是一个介于0到b-1之间的整数,包括0和b-1)。如果m的第一位是非0整数,m称作规格化的。有一些描述使用一个单独的符号位(s 代表+或者-)来表示正负,这样m必须是正的。e是指数。 这种设计可以在某个固定长度的存储空间内表示定点数无法表示的更大范围的数。例如,一个指数范围为±4的4位十进制浮点数可以用来表示43210,4.321或0.0004321,但是没有足够的精度来表示432.123和43212.3(必须近似为432.1和43210)。当然,实际使用的位数通常远大于4。此外,浮点数表示法通常还包括一些特别的数值:+∞和−∞(正负无穷大)以及NaN('Not a Number')。无穷大用于数太大而无法表示的时候,NaN则指示非法操作或者无法定义的结果。大部份计算机采用二进制(b=2)的表示方法。位(bit)是衡量浮点数所需存储空间的单位,通常为32位或64位,分别被叫作单精度和双精度。有一些计算机提供更大的浮点数,例如英特尔公司的浮点运算单元Intel8087协处理器(以及其被集成进x86处理器中的后代产品)提供80位长的浮点数,用于存储浮点运算的中间结果。还有一些系统提供128位的浮点数。
struct MYFLOAT
{
bool bSign : 1; // 符号,表示正负,1位
char cExponent : 8; // 指数,8位
unsigned long ulMantissa : 23; // 尾数,23位
};
符号就不用多说了,1表示负,0表示正
指数是以2为底的,范围是 -128 到 127,实际数据中的指数是原始指数加上127得到的,如果超过了127,则从-128开始计,其行为和X86架构的CPU处理加减法的溢出是一样的。比如:127 + 2 = -127;127 - 2 = 127
单精度浮点数能够精确表示从 -3.4028235E+38 到 -1.401298E-45 的负数和从 1.401298E-45 到 3.4028235E+38 的正数。
单精度浮点数的精度没有双精度那么高,但是所需内存少,运算速度快。
提示
如果对精度要求不高,则应该尽量避免使用双精度浮点数,而应该使用单精度浮点数。这一点在一些大型应用程序中非常重要。如果在定义变量时,单精度浮点数就足够了,但是却使用了双精度浮点数,会大大减慢程序的运行。
在浮点数表示法中,小数点的位置是可以浮动的。在大多数计算机中,都把尾数S定为二进制纯小数,把阶码P定为二进制定点整数。尾数S的二进制位数决定了所表示数的精度;阶码P的二进制位决定了所能表示的数的范围。为了使所表示的浮点数既精度高、又范围大,就必须合理规定浮点数的存储格式。
计算机中的所有数据都是以二进制表示的,浮点数也不例外。然而浮点数的二进制表示法却不像定点数那么简单了。先澄清一个概念,浮点数并不一定等于小数,定点数也并不一定就是整数。所谓浮点数就是小数点在逻辑上是不固定的,而定点数只能表示小数点固定的数值,具用浮点数或定点数表示某哪一种数要看用户赋予了这个数的意义是什么。
例如:
.387
data1DD123, -543;定义单精度浮点数
data2REAL43.345E+3;定义单精度浮点数
data3REAL8321.545;定义双精度浮点数
data4REAL10254.555;定义扩展精度浮点数
浮点数转换到16进制字符串
这几天一直在弄postgre的数据写入,特别是几何数据的写入。在几何数据的写入过程中,可以有多种
5、把非规格化的二进制数转换成十进制数。
例11.2 把协处理器中的浮点数1100000111001001000000000000转换成十进制数
解
1、把浮点数1100000111001001000000000000分割成三部分,可得:
符号位是1,阶码是10000011,尾数是1001001000000000000
{k1, k2, k3, ... , kn}
那么D又可以这样表示:
D = k1 / (10 ^ 1 ) + k2 / (10 ^ 2 ) + k3 / (10 ^ 3 ) + ... + kn / (10 ^ n )
推广到二进制中,纯小数的表示法即为:
D = b1 / (2 ^ 1 ) + b2 / (2 ^ 2 ) + b3 / (2 ^ 3 ) + ... + bn / (2 ^ n )
小数部分则是直接使用科学计数法,但形式不是X * ( 10 ^ n ),而是X * ( 2 ^ n )。拆开来看。
0000000000000000000000000000000
符号位指数位尾数位
双精度浮点数和单精度浮点数
这两者主要在精度上有区别。
双精度浮点数能精确表示 1.79769313486231570E+308 到 -4.94065645841246544E-324 范围的负数和从 4.94065645841246544E-324 到 1.79769313486231570E+308 范围的正数。
现在问题就是怎样求得b1, b2, b3,……,bn。算法描述起来比较复杂,还是用数字来说话吧。声明一下,1 / ( 2 ^ n )这个数比较特殊,我称之为位阶值。
例如0.456,第1位,0.456小于位阶值0.5故为0;第2位,0.456大于位阶值0.25,该位为1,并将0.45减去0.25得0.206进下一位;第3位,0.206大于位阶值0.125,该位为1,并将0.206减去0.125得0.081进下一位;第4位,0.081大于0.0625,为1,并将0.081减去0.0625得0.0185进下一位;第5位0.0185小于0.03125……