浮點(diǎn)數(shù)的表示方法
發(fā)布時(shí)間:2014/6/1 21:44:11 訪問次數(shù):1281
定點(diǎn)數(shù)表示方法簡單, QRD1114硬件實(shí)現(xiàn)成本也比較低,在低檔機(jī)型中得到了廣泛的應(yīng)用。但是,由于小數(shù)點(diǎn)的位置是固定的,這使得定點(diǎn)數(shù)的數(shù)值表示范圍和表示精度相互矛盾,在使用過裎中受到較大限制。而在實(shí)際應(yīng)用中,數(shù)值范圍很大的數(shù)其精度要求往往不高,而精度很高的數(shù)其數(shù)值范圍又往往很小。這就提醒我們,能否表示在有限位數(shù)的前提下,既可以表示絕對值很大的數(shù)(精度可以降低),也可以表示具有很高精度的數(shù)(數(shù)值范圍降低)。采用小數(shù)點(diǎn)位置浮動(dòng)的方法,可以解決這個(gè)問題。
對任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)Ⅳ來說,它總可以表示為一個(gè)純整數(shù)(或純小數(shù))和一個(gè)2的整數(shù)次冪的乘積的形式:Ⅳ= 2P xS。其中S稱為Ⅳ的尾數(shù);P稱為Ⅳ的階碼,可以決定小數(shù)點(diǎn)的位置;2稱為階碼的底。例如Ⅳ=1101.010101= 24×0.1101010101。為擴(kuò)大數(shù)的表示范圍,在機(jī)器中都采用浮點(diǎn)數(shù)表示,此時(shí)階碼和尾數(shù)需要分別表示,并且有各自的符號(hào)位。
任何一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)都由兩部分組成:階碼和尾數(shù)。階碼部分包括階符(Pf,1位)和階數(shù)(m位),是整數(shù),尾數(shù)部分包括尾符(品1位)和尾數(shù)(聆位),是純小數(shù),小數(shù)點(diǎn)隱藏在Sf和品之間。其中,Pf =0表示階碼為正,Pf=l表示階碼為負(fù);Sf =0表示尾數(shù)為正數(shù),Sf=1表示尾數(shù)為負(fù)數(shù)。雖然小數(shù)點(diǎn)隱藏在Sf和Sn之間,實(shí)際上Ⅳ的小數(shù)點(diǎn)位置是由階碼決定的。
同定點(diǎn)數(shù)相比,浮點(diǎn)數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)的表示范圍很大,但缺點(diǎn)也較為明顯,其運(yùn)算鞍為復(fù)雜,需要對階碼和尾數(shù)分別運(yùn)算。
圖1.1描述的是一種原理性的浮點(diǎn)數(shù)格式,實(shí)際應(yīng)用中的浮點(diǎn)數(shù)格式與其有一些差異。例如主流微機(jī)中流行的IEEE-754格式,其結(jié)構(gòu)同圖1-1有較大差異。
定點(diǎn)數(shù)表示方法簡單, QRD1114硬件實(shí)現(xiàn)成本也比較低,在低檔機(jī)型中得到了廣泛的應(yīng)用。但是,由于小數(shù)點(diǎn)的位置是固定的,這使得定點(diǎn)數(shù)的數(shù)值表示范圍和表示精度相互矛盾,在使用過裎中受到較大限制。而在實(shí)際應(yīng)用中,數(shù)值范圍很大的數(shù)其精度要求往往不高,而精度很高的數(shù)其數(shù)值范圍又往往很小。這就提醒我們,能否表示在有限位數(shù)的前提下,既可以表示絕對值很大的數(shù)(精度可以降低),也可以表示具有很高精度的數(shù)(數(shù)值范圍降低)。采用小數(shù)點(diǎn)位置浮動(dòng)的方法,可以解決這個(gè)問題。
對任意一個(gè)二進(jìn)制數(shù)Ⅳ來說,它總可以表示為一個(gè)純整數(shù)(或純小數(shù))和一個(gè)2的整數(shù)次冪的乘積的形式:Ⅳ= 2P xS。其中S稱為Ⅳ的尾數(shù);P稱為Ⅳ的階碼,可以決定小數(shù)點(diǎn)的位置;2稱為階碼的底。例如Ⅳ=1101.010101= 24×0.1101010101。為擴(kuò)大數(shù)的表示范圍,在機(jī)器中都采用浮點(diǎn)數(shù)表示,此時(shí)階碼和尾數(shù)需要分別表示,并且有各自的符號(hào)位。
任何一個(gè)浮點(diǎn)數(shù)都由兩部分組成:階碼和尾數(shù)。階碼部分包括階符(Pf,1位)和階數(shù)(m位),是整數(shù),尾數(shù)部分包括尾符(品1位)和尾數(shù)(聆位),是純小數(shù),小數(shù)點(diǎn)隱藏在Sf和品之間。其中,Pf =0表示階碼為正,Pf=l表示階碼為負(fù);Sf =0表示尾數(shù)為正數(shù),Sf=1表示尾數(shù)為負(fù)數(shù)。雖然小數(shù)點(diǎn)隱藏在Sf和Sn之間,實(shí)際上Ⅳ的小數(shù)點(diǎn)位置是由階碼決定的。
同定點(diǎn)數(shù)相比,浮點(diǎn)數(shù)的優(yōu)點(diǎn)是數(shù)的表示范圍很大,但缺點(diǎn)也較為明顯,其運(yùn)算鞍為復(fù)雜,需要對階碼和尾數(shù)分別運(yùn)算。
圖1.1描述的是一種原理性的浮點(diǎn)數(shù)格式,實(shí)際應(yīng)用中的浮點(diǎn)數(shù)格式與其有一些差異。例如主流微機(jī)中流行的IEEE-754格式,其結(jié)構(gòu)同圖1-1有較大差異。
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