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IEEE754标准在表示浮点数

作者:      来源:zz     发表时间:2007-07-21     浏览次数:      字号:    

主要讲述是的IEEE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

记住了上面的表格就能算出所有IEEE标准的单精度二进制浮点数了,我们重点要会计算规格化数字的双向转换,并且理解二进制浮点数表示法的思想。

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