浮点数格式
IEEE754标准浮点数的表示
从二进制到浮点数的计算公式F=1.M(二进制)在单精度时:V=(-1)^s*2^(E-127)*F在双精度时:V=(-1)^s*2^(E-1023)*FVB中的浮点数二进制化函数API:Public Declare Sub CopyMemory Lib "kernel32" Alias "RtlMoveMemory" (Destination As Any, Source As Any, ByVal Length As Long)函数:Public Function GetDoubleBinary(dd As Double) As StringDim b(0 To 7) As ByteDim s As StringCopyMemory b(0), dd, 8For j = 7 To 0 Step -1For i = 7 To 0 Step -1s = s & IIf((b(j) And (2 ^ i)) > 0, "1", "0")'以下添加分割符Select Case j * 8 + iCase 63s = s & "|"Case 52s = s & "|"End SelectNextNextGetDoubleBinary = sEnd FunctionPublic Function GetSingleBinary(ss As Single) As StringDim b(0 To 3) As ByteDim s As StringCopyMemory b(0), ss, 4For j = 3 To 0 Step -1For i = 7 To 0 Step -1s = s & IIf((b(j) And (2 ^ i)) > 0, "1", "0")'以下添加分割符Select Case j * 8 + iCase 31s = s & "|"Case 23s = s & "|"End SelectNextNextGetSingleBinary = sEnd Function什么是IEEE 754标准目前支持二进制浮点数的硬件和软件文档中,几乎都声称其浮点数实现符合IEEE 754标准。
24位浮点数格式
24位浮点数格式
24位浮点数格式是一种用于表示浮点数的编码方式。
在这种格式中,浮点数由符号位、指数位和尾数位组成。
以下是24位浮点数格式的详细说明:
1. 符号位:1位,位于最高位。
0表示正数,1表示负数。
2. 指数位:8位,用于表示浮点数的指数部分。
指数位的最小值为0,表示1。
指数位的原点值为127,表示2的127次方。
因此,指数位可以表示的范围是-128到127。
3. 尾数位:23位,用于表示浮点数的尾数部分。
尾数位的最小值为1,最高位固定为1。
这种表示方法用最较少的位数实现了较高的有效位数,提高了精度。
举个例子,我们可以将浮点数12345.0f转换为24位二进制表示:
1. 符号位:1(负数)
2. 指数位:11111000(12345的8位二进制表示)
3. 尾数位:11100010010000000000000(12345的23位二进制表示,去掉最高位1)
因此,12345.0f的24位二进制表示为:1 11110001 11000010010000000000000。
这种表示方法在计算机科学和工程领域中被广泛应用,因为它在保证较高精度的同时,节省了存储空间。
合法的浮点数
合法的浮点数
浮点数是计算机中常用的一种数据类型,用于表示实数。
合法的浮点数是指符合计算机浮点数存储格式的实数值,包括正浮点数、负浮点数、零和特殊浮点数。
计算机中的浮点数采用科学计数法表示,即用二进制表示一个实数,分为三部分:符号位(正负),指数位和小数位。
IEEE754标准定义了两种浮点数格式:单精度浮点数(float)和双精度浮点数(double),分别用32位和64位二进制表示。
1. 正浮点数:如3.14、0.12345等,使用标准科学计数法表示。
3. 属于数集Z的数:如0、1、2等整数,可以表示为小数点后有0位的浮点数。
4. 无穷大:用来表示溢出、除0等错误的特殊值,可以分为两种:正无穷大(+Inf)和负无穷大(-Inf)。
5. NaN:用来表示计算错误的特殊值,即“非数字”(Not a Number),可以表示为零除以零等运算结果为NaN的值。
除了这些合法的浮点数,还有一些不合法的浮点数,包括:
1. 无法表示的实数:例如π和e等无理数,无法用有限的位数表示。
2. 超过最大值或低于最小值的浮点数:超过单精度或双精度浮点数的最大值或最小
值时,会出现溢出的情况。
3. 非法的二进制表示:由于计算机存储浮点数采用二进制表示,有些实数无法精确
表示,往往会出现舍入误差。
浮点数的表示和基本运算
浮点数的表示和基本运算1 浮点数的表示通常,我们可以用下面的格式来表示浮点数S P M其中S是符号位,P是阶码,M是尾数对于IBM-PC而言,单精度浮点数是32位(即4字节)的,双精度浮点数是64位(即8字节)的。
两者的S,P,M所占的位数以及表示方法由下表可知S P M 表示公式偏移量1 8 23 (-1)S*2(P-127)*1.M 1271 11 52 (-1)S*2(P-1023)*1.M 1023以单精度浮点数为例,可以得到其二进制的表示格式如下S(第31位) P(30位到23位) M(22位到0位)其中S是符号位,只有0和1,分别表示正负;P是阶码,通常使用移码表示(移码和补码只有符号位相反,其余都一样。
对于正数而言,原码,反码和补码都一样;对于负数而言,补码就是其绝对值的原码全部取反,然后加1.)为了简单起见,本文都只讨论单精度浮点数,双精度浮点数也是用一样的方式存储和表示的。
2 浮点数的表示约定单精度浮点数和双精度浮点数都是用IEEE754标准定义的,其中有一些特殊约定。
(1)当P = 0, M = 0时,表示0。
(2)当P = 255, M = 0时,表示无穷大,用符号位来确定是正无穷大还是负无穷大。
(3)当P = 255, M != 0时,表示NaN(Not a Number,不是一个数)。
当我们使用.Net Framework的时候,我们通常会用到下面三个常量Console.WriteLine(float.MaxValue); // 3.402823E+38Console.WriteLine(float.MinValue); //-3.402823E+38Console.WriteLine(float.Epsilon); // 1.401298E-45//如果我们把它们转换成双精度类型,它们的值如下Console.WriteLine(Convert.ToDouble(float.MaxValue)); // 3.40282346638529E+38Console.WriteLine(Convert.ToDouble(float.MinValue)); //-3.40282346638529E+38Console.WriteLine(Convert.ToDouble(float.Epsilon)); // 1.40129846432482E-45那么这些值是如何求出来的呢?根据上面的约定,我们可以知道阶码P的最大值是11111110(这个值是254,因为255用于特殊的约定,那么对于可以精确表示的数来说,254就是最大的阶码了)。
浮点数表示格式
浮点数表示格式
浮点数表示格式是一种用于表示带有小数点的数值的格式。
在计算机中,浮点数表示格式通常采用 IEEE 754 标准,它定义了浮点数的表示方式。
在 IEEE 754 标准中,一个浮点数由三个部分组成:符号位、指数位和尾数位。
符号位:表示浮点数的正负,其中 0 表示正数,1 表示负数。
指数位:表示浮点数的指数部分,即小数点移动的位数。
尾数位:表示浮点数的尾数部分,即小数部分。
浮点数的表示格式如下:
符号位(1 位)
指数位(8 位)
尾数位(23 位)
其中,指数位和尾数位都采用二进制表示。
浮点数的精度和范围取决于尾数位的位数和指数位的范围。
在IEEE 754标准中,浮点数表示格式可以分为三种类型:单精度浮点数(32位)、双精度浮点数(64位)和扩展精度浮点数(80位或更多位)。
单精度浮点数:由一个符号位、8位指数位和23位尾数位组成。
这种格式主要用于一般的浮点运算,精度较高,但范围相对较小。
双精度浮点数:由一个符号位、11位指数位和52位尾数位组成。
这种格式精度更高,范围更大,主要用于科学计算和工程领域的浮点运算。
扩展精度浮点数:由一个符号位、15位指数位和64位尾数位组成。
这种格式精度更高,范围更大,主要用于特殊的高精度计算和科学工程领域的浮点运算。
在浮点数的表示中,指数位的范围决定了浮点数的范围,尾数位的精度决定了浮点数的精度。
同时,IEEE 754标准还规定了一些特殊值,如正无穷大、负无穷大、非数字(NaN)等,用于表示一些特殊的浮点数情况。
浮点数与十进制数转换
PIC单片机的浮点数及其与十进制数之间的相互转换说明浮点数的格式、十进制数与浮点之间的相互转换在我们设计的仪表中采用PIC系列单片机,碰到了浮点数的运算问题,查阅其有关资料发现,其浮点数的格式及其与十进制数之间的转换,与我们常用的MCS-51单片机所提供的三字节、四字节浮点数完全不同,本文将说明其浮点数的格式及其与十进制数之间的转换和程序设计步骤。
1 浮点数的格式Microchip公司单片机所采用的浮点数格式是IEEE-754标准的变异型。
32位浮点数格式为:其中:×表示一位二进制数0或1;eb 为指数的偏差;S为浮点数的符号位,S=0为正数,S=1为负数;小数点“·”在符号位S的右边;BY0 BY1 BY2为尾数的小数部分。
应特别注意:⑴浮点数隐含其整数部分为1。
⑵十进制数0 的浮点数表示为00H,00H, 00H, 00H。
2 浮点数与十进制数之间的相互转换2.1 十进制数转换成浮点数设:十进数为A,则2Z=A,Z= lnA/ln2,指数P=int(z);尾数部分X: X=A/(2P), 其整数部分隐含为1(零除外),将其小数部分按原码格式化为二进制数,即为尾数的小数部分BY0 BY1 BY2。
而指数偏差eb=P+7FH(其中的7FH 为指数的偏移量)。
符号位S,视十进制数的正负而确定。
例如十进制数50.265化为32位规格化浮点数:A=50.265,则Z=ln50.265/ln2,P=int(Z),故P=5; X=A/2P=50.265/25=1.57078125,将0.57078125化为23位二进制小数,即是BY0 BY1 BY2,在最高位添上十进制数的符号位S(因十进制数为正数,故S=0);而eb=P+7FH,所以,十进制数50.265的32位规格化浮点数即为84H,49H,0FH,5CH。
2.2 浮点数转换为十进制数设浮点数为eb S.BY0 BY1 BY2。
由于浮点数隐含尾数的整数为1,故尾数X的实际值为:BY0 BY1 BY2;指数P=eb-7FH;故:十进制数A=(-1)S×2P×X例:32位规格化浮点数84H,49H,0FH,5CH转换为十进制数。
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。
IEEE32浮点数格式
附录 G IEEE32浮点数、有符号整数的数据表示格式G.1 IEEE32浮点数IEEE32是国际电工委员会制订的浮点数表示方式,主要内容是用4个字节来表示浮点数,可以表示的数据的负数范围是-2*2128~-2-127,2-127~2*2128。
如下图所示,最高位(bit31)表示浮点数的符号位(0为正,1为负);bit30-bit23这8位表示浮点数的阶码(以2为底),取值范围0-FF(十六进制),用7F表示阶码为0,80表示阶码为1,7E表示阶码为-1,依次类推。
bit22-bit0表示浮点数的尾数的小数部分,尾数的整数部分缺省永远是1。
Bit31 bit30 bit23 bit22 Bit0字节3 字节2 字节1 字节0 现用一个例子简要说明IEEE32浮点数的表示方法,假设现在有一个IEEE32浮点数,它的十六进制格式是0X42C80000,二进制格式是01000010 11001000 00000000 00000000,按照上面的规则,阶码应该是10000101,即0X85,尾数的小数部分是二进制的0.1001,换算成十进制即是0.5625,由于尾数的整数部分缺省永远是1,因此该浮点数的值应该是+15625*285-7F=100。
由于IEEE32浮点数只用4个字节即可以表示很大范围的数据,因此在通讯中经常使用,以提高通讯效率。
IEEE32浮点数在二进制通讯方式中使用较多。
在实际通讯过程中,如果I/O设备采用的是INTEL 公司的CPU,则在通讯过程中不管是I/O设备向PC机还是PC机向I/O设备发送浮点数,都必须按照字节0、字节1、字节2、字节3的顺序发送如,果I/O 设备采用的是MOTOROLA 公司的CPU,数据即发送顺序则相反。
这种情况并不绝对,只代表多数情况,在涉及到数据格式时应首先以I/O设备的使用手册为准。
G.2 16位及32位有符号整数16位和32位有符号整数使用最高位作为符号位,0代表正数,1代表负数,负数用补码表示,例如用16位有符号整数表示-100,应该是+100的补码,即0X64的补码0XFF9C。
c语言中输入输出浮点数的格式符
c语言中输入输出浮点数的格式符在C语言中,使用printf和scanf函数进行浮点数的输入输出时需要使用相应的格式符来指定浮点数的输入输出格式。
1. 输出浮点数在printf函数中,输出浮点数可以使用以下格式符:- %f:输出浮点数,小数点后默认保留6位。
- %e:以科学计数法输出浮点数,指数部分为小写字母e。
- %E:以科学计数法输出浮点数,指数部分为大写字母E。
- %g:自动选择%f或%e输出浮点数,根据实际情况决定。
例如,输出一个浮点数可以使用以下代码:float num = 3.1415926;printf('%f', num); // 输出3.141593printf('%e', num); // 输出3.141593e+00printf('%E', num); // 输出3.141593E+00printf('%g', num); // 输出3.141592. 输入浮点数在scanf函数中,输入浮点数可以使用以下格式符:- %f:输入浮点数。
- %e:输入浮点数,以科学计数法表示。
- %E:输入浮点数,以科学计数法表示。
- %g:输入浮点数,自动选择%f或%e表示。
例如,输入一个浮点数可以使用以下代码:float num;scanf('%f', &num); // 输入浮点数,例如输入3.14printf('%f', num); // 输出3.140000需要注意的是,浮点数在计算机中是以二进制形式存储的,因此在使用printf函数输出浮点数时可能会出现精度误差。
可以使用一些方法来解决这个问题,例如使用double类型存储浮点数,或者使用特定的库函数来进行高精度计算。
单片机浮点数格式说明
单片机浮点数格式说明★ MCS-51三字节格式:浮点数格式如下:地址 eb BY0 BY1内容 SEEE EEEE MMMM MMMM MMMM MMMM用三个字节表示,第一个字节的最高位为数符S,正数为0,负数为1,其余七位为阶码(二进制补码形式);第二字节为尾数的高字节;第三字节为尾数的低字节,尾数用双字节BCD码纯小数(原码)来表示。
例:已知 a=-123.4;b=0.7577;c=56.34;d=1.276;用BCD码浮点数表示时,分别为a=831234H;b=007577H;c=025634H;d=011276H。
★ MCS-51三字节浮点数规格化:为了提高运算精度,正数的尾数最高位规定为1,负数的尾数的最高位规定为0,这种形式的浮点数为规格化数(又称浮点操作数)。
运算之前所有的浮点数都应转成规格化数。
*************************************************************★ IEEE-754标准的格式:一个浮点数用两个部分表示,尾数和2的幂,尾数代表浮点上的实际二进制数,2的幂代表指数,指数的保存形式是一个0到255的8位值,指数的实际值是保存值(0到255)减去127,一个范围在-127到+128之间的值,尾数是一个24位值(代表大约7个十进制数),最高位MSB通常是1,因此省略不保存,一个符号位表示浮点数是正或负。
地址 eb BY0 BY1 BY2内容 SEEEEEEE E.MMMMMMM MMMMMMMM MMMMMMMMS (第31位)代表符号(数符)位1是负,0是正;E 偏移127的幂,二进制阶码=(EEEEEEEE)-127;. 小数点;M 24位的尾数保存在23位中,只存储23位,隐含最高位1。
此方法用最较少的位数实现了较高的有效位数,提高了精度。
零是一个特定值,幂是0 尾数也是0。
阶码的计算方法:阶码采用指数的移码,阶码= 指数P+7FH阶码(移码)eb=指数P+7FH其中:指数P=int(Z),Z=ln(A)/ln(2)由1位符号位、8位指数、23位有效数组成。
c语言中输入输出浮点数的格式符
c语言中输入输出浮点数的格式符
C语言中输入输出浮点数的格式符是'%f'。
使用此格式符,可以将浮点数输入到程序中或将浮点数输出到屏幕上。
在输入浮点数时,可以使用 'scanf' 函数并将格式符 ' %f ' 作为参数,例如:
```c
float num;
scanf('%f', &num);
```
在输出浮点数时,可以使用 'printf' 函数并将格式符 ' %f ' 作为参数,例如:
```c
float num = 3.14159;
printf('%f', num);
```
如果需要控制浮点数的输出精度,可以在格式符后面添加一个数字,表示保留的小数位数,例如:
```c
float num = 3.14159;
printf('%.2f', num);
```
上述代码将输出 '3.14',只保留了两位小数。
需要注意的是,浮点数的精度可能会受到机器的限制,因此在进行浮点数计算时应尽量避免精度丢失。
浮点数表示方法总结
1.关于浮点数的问题 浮点数的一般格式:格式(1) 格式(2)注意:(1)一般浮点数尾数采用纯小数(隐含位为0)来表示,即尾数M 与定点小数表示方法相同,由于尾数的符号位决定整个浮点数的符号,故有时采用格式(2)的形式;(2)当尾数真值为0(不论阶码何值),或阶码的值比能在机器中表示的最小值还小,计算机把该浮点数看成零值,称为机器零,即浮点数表示不了真值绝对值很接近0的数,只能看成0处理; (3)尾数通常用原码或补码表示,阶码一般用移码或补码表示,如无特别说明,采用课本44页移码表示方法。
浮点数表示范围:⨯最大阶码最大正数=最大正尾数2⨯最小阶码最小正数=最小正尾数2⨯最小阶码最大负数=最大负尾数2⨯最大阶码最小负数=最小负尾数2那么给定一浮点数的表示形式,包括符号、阶码、尾数各占位数及其采用哪种机器码表示,如求其能表示最大负数,转化为求这种表示形式的能表示的最大负尾数,最小阶码。
浮点数规格化表示:为了提高数据的表示精度,当浮点数尾数的真值不为 0 时,满足条件112≤≤尾数真值,称为一般浮点数的规格化表示。
如没特别说明,指的是一般的非规格化浮点数。
注意规格化浮点数与一般浮点数一样,隐含位也是0,仅仅对尾数真值加上这一约束条件而已。
对于不同码制,特征如下: (1)尾数原码表示: (采用形式(1),按照尾数数值位为n 位)①尾数>0时,其尾数部分形式尾数符号1位尾数数值n 位01XXXXXXXXXXXXXXXXXX称为规格化最大:尾数部分0111…11,真值为12n--;最小:尾数部分0100…00,真值为12; ②尾数<0时,其尾数部分形式尾数符号1位尾数数值n 位11XXXXXXXXXXXXXXXXXX称为规格化最大:尾数部分1100…00,真值为12-; 最小:尾数部分1111…11,真值为(12)n---;阶码符号尾数符号数值阶码符号尾数符号0(2)尾数补码表示:(采用形式(1),按照尾数数值位为n位)①尾数>0时,其尾数部分形式尾数符号1位尾数数值n位01XXXXXXXXXXXXXXXXXX称为规格化最大:尾数部分0111…11,真值为12n--;最小:尾数部分0100…00,真值为1 2;②尾数<0时,其尾数部分形式尾数符号1位尾数数值n位10XXXXXXXXXXXXXXXXXX称为规格化(注意:某些书上对此含糊其辞,参考清华(郑纬民:计算机系统结构)与上交大的书,以此为准!)最大:尾数部分1011…11,真值为1(2) 2n--+;最小:尾数部分1000…00,真值为-1;关于IEEE745浮点数:表示形式数值1位(1)IEEE754浮点数短浮点数和长浮点数尾数隐含位为1,临时浮点数没有隐含位,注意阶码的偏置值与一般浮点数不同,对于单精度和双精度数(1) 1.2sm Em-=-⨯⨯偏置值表示真值;短浮点数和长浮点数尾数采用隐含位为1称之为规格化的IEEE短浮点数与长浮点数(注意区别一般的规格化浮点数)。
ieee754标准的32位规格化浮点数,所能表达的最大正数为
ieee754标准的32位规格化浮点数,所能表达的最大
正数为
IEEE 754标准的32位规格化浮点数(也称为单精度浮点数)可以表示的最大正数是`+38`。
IEEE 754标准定义了32位单精度浮点数的格式如下:
符号位:1位,表示正负,0表示正数,1表示负数。
指数位:8位。
尾数位:23位。
由于是规格化表示法,尾数总是从1开始,因此实际的尾数位数是23位。
最大正数的情况是:符号位为0(正数),指数位为最大值(即,十进制为254),尾数位为最大值(即,十进制为223即。
所以最大正数为:
$(-2^7)^(-254) \times (2^23 + \times 2^{-52})$
$= +38$
注意:这里我们省略了计算中的小数部分,只给出了主要部分。
实际上尾数部分有大约6位有效数字。
浮点数格式
在C++里,实数(float)是用四个字节即三十二位二进制位来存储的。
其中有1位符号位,8位指数位和23位有效数字位。
实际上有效数字位是24位,因为第一位有效数字总是“1”,不必存储。
有效数字位是一个二进制纯小数。
8位指数位中第一位是符号位,这符号位和一般的符号位不同,它用“1”代表正,用”0“代表负。
整个实数的符号位用“1”代表负,“0”代表正。
在这存储实数的四个字节中,将最高地址字节的最高位编号为31,最低地址字节的最低位编号为0,则实数各个部分在这32个二进制位中的分布是这样的:31位是实数符号位,30位是指数符号位,29---23是指数位,22---0位是有效数字位。
注意第一位有效数字是不出现在内存中的,它总是“1”。
将一个实数转化为C++实数存储格式的步骤为:(1)先将这个实数的绝对值化为二进制格式,注意实数的整数部分和小数部分化为二进制的方法是不同的。
(2)将这个二进制格式实数的小数点左移或右移n位,直到小数点移动到第一个有效数字的右边。
(3)从小数点右边第一位开始数出二十三位数字放入第22到第0位。
(4)如果实数是正的,则在第31位放入“0”,否则放入“1”。
(5)如果n 是左移得到的,说明指数是正的,第30位放入“1”。
如果n 是右移得到的或n=0,则第30位放入“0”。
(6)如果n是左移得到的,则将n减去一然后化为二进制,并在左边加“0”补足七位,放入第29到第23位。
如果n是右移得到的或n=0,则将n化为二进制后在左边加“0”补足七位,再各位求反,再放入第29到第23位。
将一个计算机里存储的实数格式转化为通常的十进制的格式的方法如下:(1)将第22位到第0位的二进制数写出来,在最左边补一位“1”,得到二十四位有效数字。
将小数点点在最左边那个“1”的右边。
(2)取出第29到第23位所表示的值n。
当30位是“0”时将n各位求反。
当30位是“1”时将n增1。
(3)将小数点左移n位(当30位是“0”时)或右移n位(当30位是“1”时),得到一个二进制表示的实数。
双精度浮点数格式
双精度浮点数格式
双精度浮点数是一种数值类型,用于表示带有小数点的数值。
它的格式是一个64位的二进制数,可以分为三部分:符号位、指数位和尾数位。
首先是符号位,它占据第一位,用于表示数字的符号。
0表示正数,1表示负数。
接下来是指数位,它占据64位中的1-11位。
指数位用于表示数字的指数,它是一个带符号的整数。
指数位的真实值是指数的值加上一个偏移量,这个偏移量是固定的,双精度浮点数中为1023。
最后是尾数位,它占据64位中的12-63位。
尾数位用于表示数字的尾数,它是一个二进制小数。
尾数位的小数点位于第一位,也就是总共有52位来表示尾数。
通过这种格式,双精度浮点数可以表示非常大或非常小的数值,并且精度非常高,可以满足大部分科学计算和工程计算的需求。
- 1 -。
float24类型格式
float24类型格式
`float24` 不是一个标准的浮点数格式,但根据上下文,它可能指的是一个24位的浮点数表示。
在许多系统和应用中,32位和64位的浮点数(即`float32` 和`float64`,或单精度和双精度浮点数)更为常见。
如果我们要设计一个24位的浮点数格式,我们可以参考IEEE 754标准,该标准定义了浮点数的表示方法。
下面是一个可能的24位浮点数的布局:
1. 符号位(S):1位,用于表示正负。
2. 指数位(E):可能是8位,用于表示浮点数的范围。
3. 尾数位(M):剩下的15位,用于表示浮点数的精度。
所以一个可能的24位浮点数的表示是:`SEEEEEEE EMMMMMMM MMMMMMMM
具体的范围、精度和表示的细节会取决于这个格式的具体设计。
如果你有一个具体的`float24`格式或应用场景,请提供更多的信息,我会更乐意为你提供详细的解释和帮助。
浮点数表示方法
浮点数表示方法浮点数表示法(Floating point representation)是用来表示实现有限位数范围内的实数值的表示法。
它利用一个移位浮点技术,使得移位整数和移位小数可以被合成成范围内的实数值。
1、特点:(1)数据格式灵活,能表示实数。
(2)能反映数据中的技术定格比较弱,有一定误差。
(3)表示范围广泛,但数据精度较差。
(4)为提高精度,采用双精度(double precision)或多精度(multi precision)浮点格式。
2、格式:(1)浮点数表示法通常由三个部分组成:浮点符号、整数部分和小数部分。
(2)示例:+0.100,其中“+”表示正数;“0”表示整数部分;“100”表示小数部分。
3、应用:(1)工程计算:飞行器的设计,图像处理软件工程等(2)科学计算:天文计算,气象学分析,量子力学等(3)计算机系统:操作系统,存储器管理,语言编译等。
(4)其他应用:时钟,位图,图形工具,材料工程计算等。
4、编码:(1)采用二进制编码:所有的数据都被表示为二进制.(2)指数编码:以进位计算法实现指数位编码,在数据表示中占据比较重要位置。
(3)尾数编码:尾数部分在许多浮点运算系统中扮演着十分重要的角色,它将实现精度提高。
5、运算:(1)加减法:两个数字相加减,异号相加减,同号相加减(2)乘法:浮点乘法可以看作由两部分组成,即放大和缩小(3)除法:浮点除法也可以看作是缩小和放大的过程。
6、算术系统:采用浮点数表示法的算术系统,有助于改善有限位数运算效率和精度,执行特殊型计算机指令(如浮点数运算)。
7、缺点:(1)数据精度较低,数据的浮点误差有时可能很大。
(2)单精度浮点数的表示范围有限,双精度浮点数也受制于计算机封装计算机指令的有限位性,所以对使用的运算系统的精度有一定的影响。
(3)浮点乘法和除法的执行效率较慢。
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3.表示范围与精度 见教材P37页 浮点数的表示范围取决于阶码的位数,
相对精度取决于尾数的位数。
4.IEEE745标准浮点格式: 见教材P37
§ 2.2 字符表示
§ 2.2.1 ACSII码
美国标准信息交换码,共有128 个常用字符,如1-9,a-z(大、 小写),运算符等。
定点小数的补码的模为2
符号位
(2)定点整数的补码(XnXn-1…X0)定 义式:
[X]补= X
0≤X<2n
例:X=1011000——X补=01011000
2n+1 +X= 2n+1 -|X| - 2n ≤X<0
例:X=-1011000——X补=28-
1011000=100000000-1011000=10101000
3.带符号定点小数(纯小数) 对于n+1位定点小数X0.X1…Xn 原码定点小数的表示范围: -(1-2-n)~ (1-2-n) ▪ 补码定点整数的表示范围: -1~ (1-2-n) ▪ 定点小数的分辨率为2-n
符号位
注意:
定点数的小数点位置是固定的,不需要 设置专门的硬件或数位来表示。
按位变反。 例:X原=1.11010——X补=1.00101
§ 2.1.3. 数的定点表示与浮点表示
根据小数点的位置是否固定,在计算机
中数的格式又可分定点表示与浮点表 示两类。 一、定点表示法
在计算机中,小数点的位置固定不变的数, 叫定点数。有三种类型的定点数。
1 .无符号定点整数(即:略去符号位的正 整数)
或寄存器。
(PC)+n PC
隐含约定由程序计数器PC提供后继指令地址。
(2)二地址指令 格式:
OP
由A2地址提供的操作数,在运算 后仍保存在原处,称为源操作数, A2称为源地址。
例:X原= 1 .(101011……) 10 X补= 1 .(010100……) 10
不变
变反
不变
3.由补码表示求原码、真值 (1)正数的补码=原码
(2)负数补码转换成原码可采取上述两种方法 之一,作逆转换即可。
见教材P33 三、反码表示法 1.正数的反码=原码 2.负数的反码为:符号位为1,尾数由原码尾数
浮点数的真值为: N=±RE M
Ef Em Em-1 … E1 Mf M1 M2 … Mn
阶符
数符
阶码E:即为比例因子RE部
分的指数值
尾数M,为带符号定点小数, 可用原码或补码表示。
图2-1:浮点数格式示例
2.移码(增码)
定义:X 移=2m+X - 2m≤X< 2m 式中X是阶码的真值, 2m是符号位的位
X-210-2+…+ X-m10-m
实际上,这是其他进制转换
其他进制数的表示方法: 成十进制的一种方法。
(101.01)2=1*22+0*21+1*20+0*2-1+1*22=(5.25)10
(703.64)8=7*82+0*81+3*80+6*8-1+4*8=(451.8125)10
(BC3.89)16=11*162+12*161+3*160+8*161+9*16-2=(3011.535)10
一.计算机中常用的进位制:
名称 进位制
基本数码
二进制 逢二进一 0、1
八进制 逢八进一 0-7 十进制 逢十进一 0-9
十六进制 逢十六进一 0-9、A、B、C、D、E、F
二-十进 逢十进一 0-9
制
基数 2 8 10
16
科学计数法: 10 n 是X n 的位权
(S)10=Xn10n+ Xn-110n-1+…+ X0100+ X-110-1+
n+1位的无符号整数Xn…X1X0, 表示范围:0~( 2n+1 -1) 由绝对值最大负数到
最大正数
分辨率为1,即也表明了它的绝对精度。
注意:
最小非零正数
(1)这里的n表示位置序号,n+1表示为实 际位数。
(2)由于是正数,补码=原码
符号位
2.带符号定点整数(纯整数)Xn…X1X0
典型值
原码绝对值最大负数 原码绝对值最小负数 原码最小非零正数 原码最大正数 补码绝对值最大负数 补码绝对值最小负数 补码最小非零正数 补码最大正数
例:X=-1011——X原=11011
3.使用原码表示数值的一结论。(见教材P30)
4.原码的特点:其表示较为直观,实现乘、除 法较方便,加减法较复杂。
二、补码表Leabharlann 法X表示真值,[X]补为用 补码表示的机器数,
可简写成X补
补码表示法的核心:是让符号位也作为 数值的一部分直接参与运算,以简化加 减运算的规则,同时以能“化减为加”。
第 2 章 计算机中的信息表示
计算机中的信息分为数据与指令。数 据又分数值型和非数值型;指令信息则 是计算机产生各种控制命令的基本依据。
学习内容:
数值型数据的表示方法 进位计数制、带符号数的表示、数的定
点表示与浮点表示 字符表示 ASCII码、 汉字编码简介 指令信息的表示 指令的格式、常见寻址方式、指令类型
3. 二——十六进制数之间的转换 四位二进制数转换一位十六进制
§ 2.1.2 带符号数的表示
真值——一个数的本身,包括正负号。
机器数——在计算机中,常约定数的某 一位表示符号,用0表示正号,用1表示 负号,这种连同数符一起数码化了的数, 称为机器数。
(1)机器数用二进制表示,其位数与机器 字长有关。
定点数的表示范围是有限的,若运算结 果超出表示范围,称为溢出,分正溢和 负溢。
因此需要选择比例因子。
二、浮点表示法
浮点数:就是让小数点的位置根据需要 而浮动。
一个浮点数由一个定点整数和一个定点 小数组成,因此浮点运算是由两组相关 的定点运算来实现的。
1.浮点数格式
R 一般取2
见教材 P29
0-F(15)与二进制的转换
0 0 4 100 8 1000 C(12) 1100
1 1 5 101 9 1001 D(13) 1101
2 10 6 110 A(10) 1010 E(14) 1110
3 11 7 111 B(11) 1011 F(15) 1111
2. 二——八进制数之间的转换 三位二进制转换一位八进制
1 .补码定义:
补码的统一式: [X]补=M+X(mod M)
适用于正负数
M为模
(1)定点小数的补码(X0X1X2…Xn)定义式:
[X]补=
X
0≤X<1
例:X=0.1011——X补=X=0.1011
2+X=2-|X| -1 ≤X<0
例:X=-0.1011——X补=2-0.1011=1.0101
2.指令中的地址结构
显地址:在指令代码中明显地给出地址,这地 址称为显地址。
隐地址:事先隐含约定操作数在某个寄存器中 或在堆栈之中,而指令中并不给出地址码,这 种隐含约定的地址称为隐地址。
采用隐地址(隐含约定),以简化地址结构,即减少指 令中的显地址址数。例:对于常规的双操作数的运算, 指令本应给予出4个地址,它们是两个操作数的存放地 址、运算结果存放地址和后继指令地址。由于这种地址 结构所需的位数太多,所以采用隐地址。
二--十进制又称为8421码
即用4位二进制数表示1位十进制数,从高位起这4 位的权依次是23、22、21、20,即8,4,2,1。 所以这种编码又称为“8421码”。
与常规十进制一样,每位二—十进制数 只允许选用0-9中的一个,逢十进一,用 二进制编码表示十进制数,这种编码又 称为BCD码。
例:(137)10=(0001 0011 0111)BCD
[X]原= x
0≤x<1
例:X=+0.1011——X原=0.1011
1-x=1+|x| -1<x ≤0
例:X=-0.1011——X原=1.1011
2.纯整数(定点整数XnXn-1…X0)的原码定义
[X]原= X
0≤X<2n
例:X=+1011——X原=01011
2n-x=2n+|x| -2n<X ≤0
每个ASCII代码均由7位编码组成,即为 7个字节
§ 2.2.2 汉字编码简介
1.汉字输入码 2.汉字交换码 3.汉字内部码
§ 2.3 指令信息的表示 § 2.3.1 指令格式
1.指令格式
操作码OP
地址码A
(1)操作码:指令中的若干位代码构成操 作码,它表明该指令所要完成的操作是 什么。它也是区别不同指令的主要依据。
1
4<8
0
4-4=0
1
0<2
0
0<1
0
位权 64 32 16 8 4 2 1
(2)十—二进制的小数转换
减权定位法:(与整数转换所用不着减权定位法
相似,但转换后得到的二进制小数可能是一个“不尽” 的小数,其规定的字长或实际需要的精度来决定。)
(0.625)10=(0.101…)2
减权比较
Xi
位权
重点难点:
1、常用的进位计数制及其相互转换方法。 2、 原码、补码的表示方法及其相互转换。 3、 定点数、浮点数表示方法,能根据给