浮点数的加减乘除运算步骤
浮点数的运算方法
浮点数的运算方法浮点数是计算机中一种表示实数的数据类型，其特点是可以表示带有小数部分的数字。
在进行浮点数的运算时，需要考虑到浮点数的精度问题、舍入误差以及运算顺序等因素。
浮点数的表示方法为：±m×be，其中m为尾数（即小数部分的数值），b为基数或底数，e为指数（表示位移的量）。
1.浮点数加法运算：-对两个浮点数的指数进行比较，将较小指数的浮点数的尾数左移指数之差的位数，使两个浮点数的小数点对齐。
-对齐后的尾数相加，得到一个和。
-对和进行规格化，即将结果的尾数进行处理，使其满足指定的位数限制。
-对规格化后的结果进行舍入运算，得到最终结果。
2.浮点数减法运算：-先将减数的指数调整与被减数的指数相等。
-对齐后的尾数相减，得到一个差。
-对差进行规格化和舍入运算，得到最终结果。
3.浮点数乘法运算：-将两个浮点数的指数相加，得到加法的和，并相应地调整两个浮点数的尾数。
-尾数相乘，得到一个乘积。
-对乘积进行规格化和舍入运算，得到最终结果。
4.浮点数除法运算：-将被除数的指数减去除数的指数，得到差，并相应地调整两个浮点数的尾数。
-尾数相除，得到一个商。
-对商进行规格化和舍入运算，得到最终结果。
在进行浮点数运算时需要注意一些问题：-浮点数的精度问题：由于浮点数的尾数有限位数，所以会存在精度丢失的问题。
这就意味着进行浮点数运算时，可能会出现舍入误差，导致结果有微小的偏差。
-运算顺序：浮点数的运算顺序可能会影响最终结果。
在连续进行多次浮点数运算时，可能会得到不同的结果。
这是因为浮点数的运算不满足交换律和结合律。
因此，在编程中需要谨慎选择运算顺序，以避免结果的不确定性。
-溢出和下溢问题：由于浮点数的范围限制，可能会出现溢出（结果超出浮点数的表示范围）或下溢（结果过小，无法表示）的情况。
针对这些情况，需要进行特殊处理，如返回特定的错误码或进行科学计数法表示。
在实际编程中，可以使用编程语言提供的浮点数运算库或内置函数来进行浮点数运算，以确保运算结果的准确性和可靠性。
浮点数的四则运算
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4）舍入 ❖由于X+Y是左规，结果不需要舍入； ❖X-Y为右规，若采用末位恒置1法，则
[X-Y]浮=0011；00100011。 ❖若采用0舍1入法，则结果相同。
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2.7.2 浮点乘除运算
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例 设不含阶符的阶码位数n＝4，Ex=－1010，Ey=＋ 0111,求[Ex±Ey]移。
解： [Ex]移 ＝000110，[Ey]补 ＝000111， [－Ey]补 ＝111001
[Ex＋ Ey ]移＝[Ex]移 ＋ [Ey]补 ＝000110＋000111＝ 001101，Ex＋ Ey＝－0011；
解：先将两浮点数表示为规格化的浮点数： [X]浮=00 01；00 110101 [Y]浮=00 10；11 010110
1）对阶 求阶差△E=0001补-0010补=1111补=-1 Ex<Ey,按小阶对大阶原则，X的尾数右移1位，阶码加1，尾 数舍入采用末位恒置1法，则： [Xห้องสมุดไป่ตู้浮=00 10；00 011011
• 当结果尾数出现01.××…×或10.××…×时，需右 移一位，并使阶码加1，这个过程称为右移规格化， 简称右规。
• 当结果尾数出现00.0××…×或11.1××…×时，需 要进行左移规格化处理，简称左规。左规时尾数左 移一位，阶码减1。
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浮点加减运算（续）
右规和对阶操作时尾数右移，需要进行舍入处理。 计算机中的舍入方法： ❖ 截断法：
同理： [Ex]移 + [－Ey]补 ＝ [Ex－Ey ]移（mod 2n+1 ）
浮点数的加减法
对阶完毕后就可对尾数求和。不论是加法运算还是减法运算，都按加法进行操作，其方法与定点加减运算完全一样。
4．规格化
当尾数用二进制表示时，浮点规格化的定义是尾数M应满足：
1/2 ≤ |M|<1
显然对于正数而言，有M = 00.1φφ…φ；对于负数，其补码形式为11.0φφ…φ（即-0.0*******，左归）。这样，当进行补码浮点加减运算时，只要对运算结果的符号位和小数点后的第一位进行比较：如果它们不等，即为00.1φφ…φ或11.1φφ…φ，就是规格化的数；如果它们相等，即为00.0φφ…φ或11.0φφ…φ，就不是规格化的数，在这种情况下需要尾数左移以实现规格化的过程，叫做向左规格化。规则是：尾数左移1位，阶码减1。
在浮点加减运算时，尾数求和的结果也可以得到01.φφ…φ或10.φφ…φ，即两符号位不相等，在这定点加减运算中称为溢出，是不允许的。但在浮点运算中，它表明尾数求和结果的绝对值大于1，向左破坏了规格化。此时将尾数运算结果右移以实现规格化表示，称为向右规格化，即尾数右移1位，阶码加1。
5．舍入
在对阶或向右规格化时，尾数要向右移位，这样，被右移的尾数的低位部分会被丢掉，从而造成一定误差，因此要进行舍入处理。
(4) 舍入操作。在执行对阶或右规操作时,会使尾数低位上的一位或多位的数值被移掉,使数值的精度受到影响,可以把移掉的几个高位的值保存起来供舍入使用。舍入的总的原则是要有舍有入,而且尽量使舍和入的机会均等,以防止误差积累。常用的办法有"0"舍"1"入法,即移掉的最高位为1时 则在尾数末位加1;为0时则舍去移掉的数值。该方案的最大误差为2-（n+1）。这样做可能又使尾数溢出,此时就要再做一次右规。另一种方法 "置1"法,即右移时,丢掉移出的原低位上的值,并把结果的最低位置成1。该方案同样有使结果尾数变大或变小两种可能。即舍入前尾数最低位已为0,使其变1,对正数而言,其值变大,等于最低位入了个1。若尾数最低位已为1,则再对其置1无实际效用,等于舍掉了丢失的尾数低位值。
stm32 浮点数乘除法
stm32 浮点数乘除法在STM32 微控制器中，浮点数乘法和除法可以通过使用浮点数处理单元（Floating Point Unit, FPU）中的相应指令来实现。
下面是两种常见的方法：1. 使用标准的C 语言库函数：- 浮点数乘法：可以使用`<math.h>` 头文件中的`float` 或`double` 类型的乘法函数，例如`float result = a * b;`。
- 浮点数除法：同样可以使用`<math.h>` 头文件中的乘法函数，例如`float result = a / b;`。
2. 使用浮点数处理单元（FPU）指令：- 浮点数乘法：在使用浮点数乘法时，可以直接使用FPU 中的指令进行乘法操作。
具体的指令取决于STM32 微控制器型号和所使用的编译器。
例如，对于STM32F4 系列的微控制器，可以使用以下指令实现浮点数乘法：```float result;__asm("VMLA.F32 %0, %1, %2" : "=t"(result) : "t"(a), "t"(b));```- 浮点数除法：同样可以使用FPU 中的指令进行除法操作。
对于STM32F4 系列的微控制器，可以使用以下指令实现浮点数除法：```float result;__asm("VDIV.F32 %0, %1, %2" : "=t"(result) : "t"(a), "t"(b));```请注意，具体的指令和语法可能会根据不同的STM32 微控制器型号和使用的编译器而有所变化。
建议参考相关的微控制器文档和编译器手册以获取详细的信息和准确的指令形式。
浮点数加法运算
浮点数加法运算浮点数加法是一种常见的数学运算，用于对两个浮点数进行求和操作。
在计算机中，浮点数采用科学计数法来表示，主要由两部分组成：尾数和指数。
尾数表示实际的数值部分，而指数表示小数点的位置。
浮点数加法是一种基本的算术运算，可用于处理诸如物理模拟、图形渲染、金融计算等领域的问题。
在这些应用中，对数字的精度要求较高，因此浮点数加法的正确性和精度是非常重要的。
浮点数加法的过程可以简单描述为以下几个步骤：1.对两个浮点数进行对齐，即使它们的小数点位置相同。
2.将尾数相加，得到新的尾数。
3.对新的尾数进行规格化，以保持其精度。
4.对指数进行调整，使结果尽可能接近原始数值。
5.如果结果超过浮点数的表示范围，则进行上溢或下溢处理。
在进行浮点数加法运算时，需要考虑以下一些问题：1.浮点数的表示范围有限：由于计算机内存和处理器的限制，浮点数的表示范围是有限的。
当两个浮点数相加的结果超过表示范围时，就会发生上溢或下溢。
2.精度损失：由于浮点数使用有限的二进制位数来表示实数，因此在进行加法运算时会有一定程度的精度损失。
这是由于浮点数的规格化和舍入操作引起的。
3.舍入错误：在浮点数加法中，舍入操作是必要的，因为结果小数位数的表示是有限的。
不同的舍入方法会导致不同的舍入误差，从而影响计算结果的精度。
为了解决这些问题，计算机科学家和数学家们提出了一些技术和算法来提高浮点数加法的精度和正确性。
其中一种方法是使用更高精度的浮点数表示，例如双精度浮点数（Double）和扩展精度浮点数（Extended）。
这些浮点数使用更多比特位来表示尾数和指数，从而提供更高的精度。
另一种方法是使用更精确的计算算法，例如Kahan算法和四舍五入算法。
这些算法通过降低舍入误差和提高计算结果的精度来改善浮点数加法运算。
还可以使用符号位来表示浮点数的正负，通过特殊的编码方式来表示无穷大和NaN（非数值）等特殊情况。
这些机制能够处理浮点数加法中可能出现的异常情况。
c语言整形与浮点型的加减乘除
c语言整形与浮点型的加减乘除
整形和浮点型在c语言中有着不同的表达方式和运算规则。
整形变量表示整数型数据，其运算结果也必须为整数类型。
整型
变量的加减乘除运算和数学中的基本运算相同，例如加法使用"+"符号，减法使用"-"符号，乘法使用"*"符号，除法使用"/"符号。
对于除法运算，如果除数和被除数都是整型，则得到一个整型结果，如果需要得
到浮点型结果，则至少有一个操作数为浮点型。
浮点型变量表示实数型数据，其运算结果可以是整型或浮点型。
浮点型变量的加减乘除运算同样使用符号"+"、"-"、"*"、"/"，但需
要注意的是，浮点数在计算机内部是以二进制小数的形式存储的，因
此浮点数的运算误差较大，需要注意精度问题。
为了提高计算精度，
可以使用c语言提供的一些数学函数，例如sqrt()、sin()等。
总之，c语言中整型和浮点型变量的加减乘除运算都是常见的基
本运算，需要注意进行数据类型转换和精度问题，以得到正确的运算
结果。
浮点数的运算方法
浮点数的运算方法浮点数是计算机中用于表示实数的一种数据类型，由于实数是无限的，而计算机只能存储有限的信息，所以必然存在精度误差。
浮点数的运算涉及到加法、减法、乘法和除法等基本运算，以及开方、幂函数等高级运算。
1.加法运算：浮点数相加时，先将较小的浮点数调整为与较大的浮点数相同的指数，然后进行尾数的相加，最后对结果进行规格化处理，即进行舍入操作，得到最终的结果。
2.减法运算：浮点数相减的原理与加法相同，只是在相减之前，需要将两个浮点数的指数调整为相等，然后进行尾数的相减操作，最后同样需要对结果进行规格化处理。
3.乘法运算：浮点数相乘时，将两个浮点数的指数相加，然后将尾数相乘得到结果的尾数部分，最后对结果进行规格化处理。
4.除法运算：浮点数除法的原理与乘法类似，先将两个浮点数的指数相减，然后将尾数相除得到结果的尾数部分，最后同样需要进行规格化处理。
5.开方运算：浮点数的开方运算是通过求解多项式的根来实现的，常用的方法有牛顿法、二分法和二次近似法等。
这些方法都是通过迭代的方式，逐步逼近平方根的值，直到达到所需的精度。
6.幂函数运算：浮点数的幂函数运算可以通过连乘或连乘的方式实现。
幂函数运算的精度取决于底数和指数的精度以及所需的结果精度。
在浮点数的运算过程中，需要注意以下几个常见问题：1.精度丢失：浮点数的表示是有限的，不可避免地存在精度误差，特别是在进行连续的浮点数运算时，会导致误差累积，可能导致结果的不准确。
2.舍入误差：浮点数的结果需要进行舍入操作以保持一定的精度。
舍入规则有多种，如四舍五入、向上取整、向下取整等，选择合适的舍入规则可以减小误差。
3.溢出和下溢：浮点数的范围是有限的，当计算结果超出范围时，会发生溢出；当结果接近零但无法表示时，会发生下溢。
这两种情况都需要进行特殊处理。
4. 特殊数值：浮点数中有几个特殊的数值，如无穷大（Infinity）、非数值（NaN）和零（0）。
这些特殊值的运算需要按照特定的规则进行处理，以免引起错误。
2-5浮点四则运算
一、浮点加减法运算 进行加减法运算要经过 两个浮点数 x= Sx. 2 Ex 和 y= Sy. 2 Ey 进行加减法运算要经过 对阶、尾数运算、规格化、 对阶、尾数运算、规格化、舍入操作和判断结果的正确性五个步骤 x=0.11011011× 0.10101100× 例 x=0.11011011× 2 2 y= - 0.10101100× 2 4 在机器中采用双符号的浮点补码表示 x ：00 010 00 1 101 1011 y: 00 100 1 1 01010100 对阶： 1、对阶：使参加操作的两个操作数的阶码相等 方法：以大的阶码为准，小的阶码向大的阶码对齐； 方法：以大的阶码为准，小的阶码向大的阶码对齐；小 阶码变大，尾数右移。 阶码变大，尾数右移。对于用补码表示的尾数 右移时采用算术右移。 右移时采用算术右移。 (右移出去而保留的附加位 右移出去而保留的附加位） x ：00 100 00 001 101 10 1 1 (右移出去而保留的附加位）
X=0.1001× X=0.1001× 2 3 Y= - 0.1101 × 2 5 在机器中采用双符号的浮点补码表示 [-Sx]补 x ：00 0011 00 1001 [-Sx]补=11 . 0111 y: 00 0101 1 1 0011 1、阶码相加 E=00 0111 2、尾数相乘 3、规格化 00 0000 1 0011 0 S= 11 . 1 000 1 0 11 - 11 0 1 1 1 S= 11 . 000 1 0 11 0 11 0 1 1 1 1 00110 4、舍入 S= 11 . 000 1 0 11 1 （恒1法） → 11 1 0 1 1 1 10011 → 11 1 1 0 1 1 11001 5、检查溢出 无溢出） + 00 1 00 1 E=00 0111 （无溢出） 00 01 10 1 11001 结果 00 0111 11 000 1 0 11 1 → 00 001 1 0 11100 → 00 000 1 1 0 1110 - 11 0 1 1 1 11 1 000 1 0 11 10
浮点数运算方法
（续） ： 即 [x-y]补=11,100;10.110001， 尾数符号位出现“10”， 需右规。 ③规格化 右规后得 [x-y]补=11,101;11.0110001 ④舍入处理 采用0舍1入法，其尾数右规时末位丢1，则 [x-y]补=11,101;11.011001 ⑤溢出判断 经舍入处理后阶符为“11”，不溢出，故最终 结果： x-y= 2-011×(-0.100111)
舍入操作实例
[x]补舍入前 1.01110000 1.01111000 1.01110101 1.01111100 舍入后 1.0111（不舍不入） 1.0111 （舍） 1.0111 （舍） 1.1000 （入） 对应的真值 -0.1001 -0.1001 -0.1001 -0.1000 对应的真值
2.
3.
浮点乘除法运算
设两浮点数
x Sx r j y y Sy r
jx j y
jx
则
x y (Sx S y ) r
1. 2.
x Sx jx j y r y Sy
阶码运算 尾数运算
1. 阶码运算
若阶码用补码运算，乘积的阶码为[jx]补+[jy]补，商的 阶码为[jx]补-[jy]补。 若阶码用移码运算，则 [jx]移=2n+ jx -2n≤jx<2n (n为整数的位数) [jy]移=2n+ jy -2n≤jy<2n (n为整数的位数)
这一步操作是将两个加数的小数点对齐。
数向右移，每右移一位，阶码加“1”， 直到两数阶码相同为止。
尾数右移时可能会发生数码丢失，影响
精度。
例：两浮点数
x = 0.1101×201， y = -(0.1010)×211，求x+y。
浮点数的加减乘除运算步骤
设两个浮点数X=Mx※2Ex Y=My※2Ey实现X±Y要用如下5步完成：①对阶操作：小阶向大阶看齐②进行尾数加减运算③规格化处理：尾数进行运算的结果必须变成规格化的浮点数，对于双符号位的补码尾数来说，就必须是001×××…×× 或110×××…××的形式, 若不符合上述形式要进行左规或右规处理。
④舍入操作：在执行对阶或右规操作时常用“0”舍“1”入法将右移出去的尾数数值进行舍入，以确保精度。
⑤判结果的正确性：即阶码是否溢出若阶码下溢（移码表示是00…0），要置结果为机器0；若阶码上溢（超过了阶码表示的最大值）置溢出标志。
例题：假定X=0 .0110011*211，Y=0.1101101*2-10（此处的数均为二进制）?? 计算X+Y；解：[X]浮：0 1010 1100110[Y]浮：0 0110 1101101符号位阶码尾数第一步：求阶差：│ΔE│=|1010-0110|=0100第二步：对阶：Y的阶码小，Y的尾数右移4位[Y]浮变为0 1010 0000110 1101暂时保存第三步：尾数相加，采用双符号位的补码运算00 1100110+00 000011000 1101100第四步：规格化：满足规格化要求第五步：舍入处理，采用0舍1入法处理故最终运算结果的浮点数格式为：0 1010 1101101，即X+Y=+0. 1101101*210①阶码运算：阶码求和（乘法）或阶码求差（除法）即[Ex+Ey]移= [Ex]移+ [Ey]补[Ex－Ey]移= [Ex]移+ [－Ey]补②浮点数的尾数处理：浮点数中尾数乘除法运算结果要进行舍入处理例题：X=0 .0110011*211，Y=0.1101101*2-10求X※Y解：[X]浮：0 1 010 *******[Y]浮：0 0 110 1101101第一步：阶码相加[Ex+Ey]移=[Ex]移+[Ey]补=1 010+1 110=1 0001 000为移码表示的0第二步：原码尾数相乘的结果为：0 10101101101110第三步：规格化处理：已满足规格化要求，不需左规，尾数不变，阶码不变。
请简述浮点数加减运算的步骤。
请简述浮点数加减运算的步骤。
1.对齐小数点位置：首先，需要将参与运算的浮点数进行小数点的对齐，使其具有相同的小数位数，这样才能正确进行运算。
2.符号位处理：对于有符号的浮点数，需要首先对其符号位进行处理，即判断是否有正负号的变化，以便后续的运算。
3.阶码对齐：浮点数的运算涉及到对阶码的操作。
阶码表示了浮点数
的指数部分。
对于两个浮点数，它们的阶码可能不同，因此需要将它们的
阶码进行对齐。
对齐阶码后，还需要比较两个阶码的大小，确定哪个数应
进行放缩操作。
4.尾数运算：对齐阶码后，需要对尾数进行运算。
具体来说，如果两
个浮点数的阶码相同，那么它们的尾数直接相加或相减即可。
如果阶码不同，则需要将尾数按照较小的阶码进行放缩，以便进行运算。
5.规格化：运算完成后，还需要对结果进行规格化。
规格化的目的是
确保表示浮点数的规范形式。
具体来说，就是要保证尾数的最高有效位
（即尾数的最左边一位）为1，并且将阶码调整到正确的位置。
6.溢出判断：最后，需要对运算结果进行溢出判断。
如果运算结果超
出了浮点数所能表示的范围，即超出了尾数所能表示的有效位数，那么就
会发生溢出。
溢出的情况下，一般需要对结果进行舍入或截断处理。
总结起来，浮点数加减运算的步骤包括对齐小数点位置、符号位处理、阶码对齐、尾数运算、规格化和溢出判断等。
这些步骤保证了浮点数的加
减运算的正确性和精度。
c语言 double类型的加减乘除
c语言 double类型的加减乘除double类型是C语言中一种浮点数类型，用于表示带有小数部分的实数。
在C语言中，可以对double类型的变量进行加、减、乘、除等数学运算。
下面将对这些运算进行详细讲解。
（一）加法运算在C语言中，可以使用"+"符号来进行两个double类型变量的加法运算。
下面是一个示例代码：```c#include <stdio.h>int main() {double a = 1.5;double b = 2.5;double result = a + b;printf("结果：%f\n", result);}```运行结果为：结果：4.000000（二）减法运算C语言中使用"-"符号来进行两个double类型变量的减法运算。
下面是一个示例代码：```c#include <stdio.h>int main() {double a = 3.6;double b = 1.2;double result = a - b;printf("结果：%f\n", result);}```运行结果为：结果：2.400000（三）乘法运算C语言中使用"*"符号来进行两个double类型变量的乘法运算。
下面是一个示例代码：```c#include <stdio.h>int main() {double a = 2.5;double b = 1.5;double result = a * b;printf("结果：%f\n", result);}```运行结果为：结果：3.750000（四）除法运算C语言中使用"/"符号来进行两个double类型变量的除法运算。
下面是一个示例代码：```c#include <stdio.h>int main() {double a = 5.0;double b = 2.0;double result = a / b;printf("结果：%f\n", result);}```运行结果为：结果：2.500000值得注意的是，如果除数为0，则会导致除法运算错误。
java float加减乘除计算
java float加减乘除计算在Java中，我们可以使用float类型来进行加减乘除计算。
首先，我们需要声明float类型的变量并进行赋值，然后我们可以使用算术运算符来进行计算。
首先是加法。
我们可以使用加号"+"来对两个float类型的变量进行加法运算，例如：java.float num1 = 10.5f;float num2 = 5.2f;float sum = num1 + num2;System.out.println("Sum: " + sum);接下来是减法。
我们可以使用减号"-"来对两个float类型的变量进行减法运算，例如：java.float num1 = 10.5f;float num2 = 5.2f;float difference = num1 num2;System.out.println("Difference: " + difference);然后是乘法。
我们可以使用星号""来对两个float类型的变量进行乘法运算，例如：java.float num1 = 10.5f;float num2 = 5.2f;float product = num1 num2;System.out.println("Product: " + product);最后是除法。
我们可以使用除号"/"来对两个float类型的变量进行除法运算，例如：java.float num1 = 10.5f;float num2 = 5.2f;float quotient = num1 / num2;System.out.println("Quotient: " + quotient);需要注意的是，由于浮点数的精度问题，使用float类型进行计算可能会导致精度丢失。
浮点数的加减运算（阶码、尾数）
浮点数的加减运算（阶码、尾数）浮点数尾数运算 < ---- > 原码加/减运算原码：+|x| 或者 -|x| (正数=0+|x| 负数的=1+|x| )符号位和数值部分：分开处理仅对【数值部分】进⾏加减运算，符号位起判断和控制作⽤规则如下：•⽐较两数符号，对加法实⾏“同号求和，异号求差”，对减法实⾏“异号求和，同号求差”。
•求和：数值位相加，和的符号取被加数（被减数）的符号。
若最⾼位产⽣进位，则结果溢出。
•求差：被加数（被减数）与加数（减数）求补相加。
a)最⾼数值位产⽣进位表明加法结果为正，所得数值位正确。
b)最⾼数值位没产⽣进位表明加法结果为负，得到的是数值位的补码形式，需对结果求补，还原为绝对值形式的数值位。
•差的符号位：a)情况下，符号位取被加数（被减数）的符号；b)情况下，符号位为被加数（被减数）的符号取反。
举个栗⼦：~例1：已知 [X]原 = 1.0011，[Y]原 = 1.1010，要求计算[X+Y]原解：由原码加减运算规则知：同号相加，则求和，和的符号同被加数符号。
所以：和的数值位为：0011 + 1010 = 1101 （ALU中⽆符号数相加）和的符号位为：1[X+Y]原= 1.1101 求和：直接加，有进位则溢出，符号同被加数例2 ：已知 [X]原 = 1.0011，[Y]原 = 1.1010，要求计算[X–Y]原解：由原码加减运算规则知：同号相减，则求差（补码减法）差的数值位为：0011+(1010)求补= 0011 + 0110 = 1001最⾼数值位没有产⽣进位，表明加法结果为负，需对1001求补，还原为绝对值形式的数值位。
即：(1001)求补= 0111差的符号位为[X]原的符号位取反，即：0[X–Y]原= 0.0111 求差：加补码，不会溢出，符号分情况浮点数阶码运算 < ---- > 移码加/减运算移码：不管正负，只要将其补码的符号位取反即可。
浮点数计算方法ppt
2n＞ｘ≥0 0≥ｘ＞－2n
对于0，原码机器中往往有“+0”、“-0” 之分，故有两种形式：
[+0]原 = 0.000...0 [ -0]原 = 1.000...0
采用原码表示法简单易懂，但它的最大 缺点是加法运算复杂。这是因为，当两数相 加时，如果是同号则数值相加；如果是异号， 则要进行减法。而在进行减法时还要比较绝 对值的大小，然后大数减去小数，最后还要 给结果选择符号。为了解决这些矛盾，人们 找到了补码表示法。
2. 补码表示法
我们先以钟表对时为例说明补码的概念。
假设现在的标准时间为4点正； 而有一只表已
经7点了，为了校准时间，可以采用两种方法：
一是将时针退 7-4=3 格；一是将时针向前拨12-
3=9格。这两种方法都能对准到4点，由此可以
看出，减3和加9是等价的，就是说9是(-3)对12
的补码，可以用数学公式表示:
浮点数所表示的范围远比定点数大。一台 计算机中究竟采用定点表示还是浮点表示,要根 据计算机的使用条件来确定。一般在高档微机 以上的计算机中同时采用定点、浮点表示,由使 用者进行选择,而单片机中多采用定点表示。
[例1] 若浮点数ｘ的754标准存储格式为
(41360000)16，求其浮点数的十进制数值。
4. 移码表示法
移码通常用于表示浮点数的阶码。由于
阶码是个n位的整数，假定定点整数移码形式
为 ｘ0ｘ1ｘ2…ｘn时，对定点整数移码的传
统定义是：
[ｘ]移＝2n＋ｘ
2n＞ｘ≥－2n
若阶码数值部分为5位，以ｘ表示真值，
则： [ｘ]移＝25＋ｘ
25＞ｘ≥－ 25
小结：上面的数据四种机器表示法中，移码 表示法主要用于表示浮点数的阶码。由于补 码表示对加减法运算十分方便，因此目前机 器中广泛采用补码表示法。在这类机器中， 数用补码表示，补码存储，补码运算。也有 些机器，数用原码进行存储和传送，运算时 改用补码。还有些机器在做加减法时用补码 运算，在做乘除法时用原码运算。
c语言浮点数运算规则
c语言浮点数运算规则在C语言中，浮点数运算遵循IEEE 754标准，提供了一套规则和约定来处理浮点数的运算。
1. 浮点数表示：在C语言中，浮点数使用单精度（float）和双精度（double）两种类型进行表示。
float类型占用4个字节（32位），double类型占用8个字节（64位）。
2. 运算规则：- 加法和减法：将两个浮点数进行对齐，然后按照位相加或相减。
在相加或相减之前，会将其中一个操作数舍入到较小的精度。
例如，将一个double类型的操作数和一个float类型的操作数相加，结果将会是一个double类型的浮点数。
- 乘法：将两个浮点数相乘，然后舍入结果到与操作数相同的精度。
如果两个操作数中有一个是double类型，那么结果也是一个double类型的浮点数。
- 除法：将两个浮点数相除，然后舍入结果到与操作数相同的精度。
与乘法类似，如果有一个操作数是double类型，那么结果也是double类型的浮点数。
3. 舍入规则：在浮点数运算中，由于浮点数的精度是有限的，所以需要进行舍入。
IEEE 754标准定义了四种舍入模式：- 趋零舍入（round to zero）：直接截取小数部分，不做舍入。
- 向上舍入（round up）：向离零更远的方向舍入。
- 向下舍入（round down）：向离零更近的方向舍入。
- 最近舍入（round to nearest）：将浮点数四舍五入到最接近的可表示值。
如果两个值相等距离都相同，会选择偶数表示。
4. 特殊值：- NaN（Not a Number）：表示一个不是数值的结果，例如0除以0。
- Infinity（无穷大）：表示一个超出浮点数范围的值，例如除以0或大于最大表示值。
需要注意的是，在浮点数运算中可能会出现精度丢失的问题。
因为浮点数的表示方式是用有限位数来逼近实际的无限位数，所以在进行复杂的浮点数计算时，结果可能会有一定的误差。
因此，在需要精确计算的场合，建议使用定点数运算或者使用特殊的浮点数运算库来处理。
浮点数的加法减法运算
2.6.1 浮点加法、减法运算
•浮点数的加法、减法运算
设有两个浮点数的分别为X=Mx*2Ex，Y=My*2Ey， 实现浮点加减法算的基本步骤分为四步完成：
0操作数检查：用来判断两个操作数中是否有一 个为0.
对阶操作：即比较两个浮点数的阶码值的大小 ，求E=Ex-Ey，然后将小阶对大阶。
阶码大的数对齐；
若△E＝0,表示两数阶码相等,即Eｘ＝Eｙ； 若△E>0,表示Eｘ>Eｙ； 若△E<0,表示Eｘ>Eｙ。 当Eｘ≠Eｙ 时,要通过尾数的移动以改变Eｘ或Eｙ
,使之相等。
解:浮点表示为: [X]浮= 00 010，0. 11011011 [Y]浮= 00 100，1. 01010100
规则：尾数右移1位，阶码加1
(2)结果是00.0..01.....或11.1...10...时，则向左规 格化
规则：尾数左移1位，阶码减1，直到规格化
右规，阶码加1，左规，阶码减1
例子中左规为11.00010101（10），阶码减1为00011
练习：01.1101
10.0001
2.6 浮点运算方法和浮点运算器
2.6.1 浮点加法、减法运算 2.6.2 浮点乘法、除法运算 2.6.3 浮点运算流水线 2.6.4 浮点运算器实例
2.6.1 浮点加法、减法运算
1、浮点加减运算
设有两个浮点数ｘ和ｙ,它们分别为 ｘ＝2Eｘ·Mｘ ｙ＝2Eｙ·Mｙ
其中Eｘ和Eｙ分别为数ｘ和ｙ的阶码,Mｘ和Mｙ为 数ｘ和ｙ的尾数。两浮点数进行加法和减法的运算规 则是
0操作数检查 阶码加减操作 尾数乘除操作 结果规格化和舍入处理
第5讲_浮点数四则运算
二、浮点乘除运算
x = Sx · 2 1. 乘法
jx
y = Sy · 2
jy
x · = (Sx · y)×2 y S
2. 除法
jx+jy
x = Sx × 2jx – jy y Sy
3. 步骤 (1) 阶码采用 补码定点加（乘法）减（除法）运算
(2) 尾数乘除同 定点 运算 (3) 规格化
4. 浮点运算部件 阶码运算部件，尾数运算部件
[Ex]补=00 100 [Ey]补=00 100 [-Ex]补=11 100 [Mx]补=00 0011011011 [My]补=11 01010100
（2）尾数相加 用补码的加法公式 [My]补= 11 01010100 [Mx+My]补=[Mx]补+[My]补 = 00 0011011011+ 11 01010100 =11 1000101011
58二进制形式定点表示浮点规格化形式0001011111定点机中浮点机中当浮点数尾数为时不论其阶码为何值按机器零处理当浮点数阶码等于或小于它所表示的最小10当阶码用移码尾数用补码表示时机器零为电路的实现当阶码和尾数都用补码表示时机器零为ieee754短实数长实数临时实数符号位尾数总位数2332115264156480小数点位置尾数为规格化表示的有效位最高位为1隐含1001对阶
浮点数的阶码通常用补码或移码表示。 移码公式： 把[X]补符号 [X]移= 2n + X -2n≤ X< 2n 位取反即可 得[X]移 移码特点：
（1）0表示负数，1表示正数 （2）只执行加减运算，且需要对得到的结果加以修正，即对 结果的符号位取反。
零的移码唯一
[X]移=10000
浮点数的机内表示有下面二种格式：
浮点数的加减运算一般由以下五个步骤完成
浮点数的加减运算一般由以下五个步骤完成：对阶↓尾数运算↓结果规格化↓舍入处理↓溢出判断设两浮点数X、Y进行加减运算，其中X＝M x·2Ex，Y＝M y·2Ey1. 对阶所谓对阶是指将两个进行运算的浮点数的阶码对齐的操作。
对阶的目的是为使两个浮点数的尾数能够进行加减运算。
因为，当进行M x·2Ex与M y·2Ey加减运算时，只有使两浮点数的指数值部分相同，才能将相同的指数值作为公因数提出来，然后进行尾数的加减运算。
对阶的具体方法是：首先求出两浮点数阶码的差，即⊿E＝E x-E y，将小阶码加上⊿E，使之与大阶码相等，同时将小阶码对应的浮点数的尾数右移相应位数，以保证该浮点数的值不变。
几点注意：（1）对阶的原则是小阶对大阶，之所以这样做是因为若大阶对小阶，则尾数的数值部分的高位需移出，而小阶对大阶移出的是尾数的数值部分的低位，这样损失的精度更小。
（2）若⊿E＝0，说明两浮点数的阶码已经相同，无需再做对阶操作了。
（3）采用补码表示的尾数右移时，符号位保持不变。
（4）由于尾数右移时是将最低位移出，会损失一定的精度，为减少误差，可先保留若干移出的位，供以后舍入处理用。
2. 尾数运算尾数运算就是进行完成对阶后的尾数相加减。
这里采用的就是我们前面讲过的纯小数的定点数加减运算。
3. 结果规格化在机器中，为保证浮点数表示的唯一性，浮点数在机器中都是以规格化形式存储的。
对于IEEE754标准的浮点数来说，就是尾数必须是1.M的形式。
由于在进行上述两个定点小数的尾数相加减运算后，尾数有可能是非规格化形式，为此必须进行规格化操作。
规格化操作包括左规和右规两种情况。
左规操作：将尾数左移，同时阶码减值，直至尾数成为1.M的形式。
例如，浮点数0.0011·25是非规格化的形式，需进行左规操作，将其尾数左移3位，同时阶码减3，就变成1.1100·22规格化形式了。
右规操作：将尾数右移1位，同时阶码增1，便成为规格化的形式了。
计算机组成原理第4章 浮点数运算方法(高级课堂)
高等课堂
4
1. 对阶
这一步操作是将两个加数的小数点对齐。
小阶向大阶看齐，阶码较小的数，其尾 数向右移，每右移一位，阶码加“1”， 直到两数阶码相同为止。
尾数右移时可能会发生数码丢失，影响 精度。
高等课堂
5
例：两浮点数 x = 0.1101×201，
y = -(0.1010)×211，求x+y。
对负数来说，“舍”、“入”的结果与原码分析正好 相反，即“舍”使绝对值变大，“入”使绝对值变小。
为了使原码、补码舍入处理后的结果相同，对负数的补码可 采用如下规则进行舍入处理。
①当丢失的各位均为0时，不必舍入；
②当丢失的各位数中的最高位为0时，且以下各位不全为0；或 丢失的各位数中的最高位为1，且以下各位均为0时，则舍去被 丢失的各位；
第4章 浮点运算规则
浮点加减运算 浮点乘除法运算
高等课堂
1
浮点数的表示
机器中任何一个浮点数可写成：
X M x REx
类似于X 123 0.123103
M格x化为数浮(点补数码的表尾示数时，允一许般为为-1绝)，对机值器小中于可1用的原规 码或补码表示。
E用x为补浮码点或数移的码阶表码示，。一般为整数，机器中大多
[jx -jy]移=[jx]移+ [-jy]补=01,101+11,100=01,001 结 果+1
高等课堂
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2. 尾数运算
（1）浮点乘法尾数运算
（2）浮点除法尾数运算
高等课堂
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（1）浮点乘法尾数运算
预处理：检测两个尾数中是否有一个为0， 若有一个为0，乘积必为0，不再作其他操 作；如果两尾数均不为0，则可进行乘法运 算。
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设两个浮点数X=Mx※2Ex Y=My※2Ey
实现X±Y要用如下5步完成：
①对阶操作：小阶向大阶看齐
②进行尾数加减运算
③规格化处理：尾数进行运算的结果必须变成规格化的浮点数，对于双符号位的补码尾数来说，就必须是001×××…×× 或110×××…××的形式, 若不符合上述形式要进行左规或右规处理。
④舍入操作：在执行对阶或右规操作时常用“0”舍“1”入法将右移出去的尾数数值进行舍入，以确保精度。
⑤判结果的正确性：即阶码是否溢出
若阶码下溢（移码表示是00…0），要置结果为机器0；
若阶码上溢（超过了阶码表示的最大值）置溢出标志。
例题：假定X=0 .0110011*211，Y=0.1101101*2-10（此处的数均为二进制）?? 计算X+Y；解：[X]浮：0 1010 1100110
[Y]浮：0 0110 1101101
符号位阶码尾数
第一步：求阶差：│ΔE│=|1010-0110|=0100
第二步：对阶：Y的阶码小，Y的尾数右移4位
[Y]浮变为0 1010 0000110 1101暂时保存
第三步：尾数相加，采用双符号位的补码运算
00 1100110
+00 0000110
00 1101100
第四步：规格化：满足规格化要求
第五步：舍入处理，采用0舍1入法处理
故最终运算结果的浮点数格式为：0 1010 1101101，
即X+Y=+0. 1101101*210
①阶码运算：阶码求和（乘法）或阶码求差（除法）
即[Ex+Ey]移= [Ex]移+ [Ey]补
[Ex－Ey]移= [Ex]移+ [－Ey]补
②浮点数的尾数处理：浮点数中尾数乘除法运算结果要进行舍入处理
例题：X=0 .0110011*211，Y=0.1101101*2-10
求X※Y
解：[X]浮：0 1 010 *******
[Y]浮：0 0 110 1101101
第一步：阶码相加
[Ex+Ey]移=[Ex]移+[Ey]补=1 010+1 110=1 000
1 000为移码表示的0
第二步：原码尾数相乘的结果为：
0 10101101101110
第三步：规格化处理：已满足规格化要求，不需左规，尾数不变，阶码不变。
第四步：舍入处理：按舍入规则，加1进行修正
所以X※Y= 0.1010111※2+000。