|
||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция |
Форматы хранения вещественных чиселВещественные числа в математических вычислениях не имеют ограничений на диапазон и точность представления чисел. Однако в компьютерах числа хранятся в регистрах и ячейках памяти с ограниченным количеством разрядов. Поэтому точность представления вещественных чисел, представимых в машине, является конечной, а диапазон ограничен. При написании вещественных чисел в программах вместо привычной запятой принято ставить точку. Любое вещественное число можно представить в форме записи чисел с порядком основания системы счисления. Пример 4.4. Десятичное число 1.756 в форме записи чисел с порядком основания системы счисления можно представить так: 1.756 * 100 = 0.1756 * 101 = 0.01756 * 102 =... или так: 17.56 * 10-1 = 175.6 * 10-2 = 1756.0 * 10-3 =.... Представлением числа с плавающей точкой называется представление числа N в системе счисления с основанием q в виде: N = m*qp, где m - множитель, содержащий все цифры числа (мантисса), p - целое число, называемое порядком. Если "плавающая" точка расположена в мантиссе перед первой значащей цифрой, то при фиксированном количестве разрядов, отведённых под мантиссу, обеспечивается запись максимального количества значащих цифр числа, то есть максимальная точность представления числа в машине. Если в мантиссе первая цифра после точки (запятой) отлична от нуля, то такое число называется нормализованным. Мантиссу и порядок q -ичного числа принято записывать в системе с основанием q, а само основание — в десятичной системе. Пример 4.5. Приведем примеры нормализованного представления числа в десятичной системе: 2178.01 =0.217801 * 104 0.0045 =0.45 * 10-2 Примеры в двоичной системе: 10110.01= 0.1011001 * 2101 (порядок 1012=510) Современными компьютерами поддерживаются несколько международных стандартных форматов хранения вещественных чисел с плавающей точкой, различающихся по точности, но все они имеют одинаковую структуру. Вещественное число хранится в трех частях: знак мантиссы, смещенный порядок и мантисса: Смещенный порядок n-разрядного нормализованного числа вычисляется следующим образом: если для задания порядка выделено k разрядов, то к истинному значению порядка, представленного в дополнительном коде, прибавляют смещение, равное (2k-1 — 1). Таким образом, порядок, принимающий значения в диапазоне от -128 до +127, преобразуется в смещенный порядок в диапазоне от 0 до 255. Смещенный порядок хранится в виде беззнакового числа, что упрощает операции сравнения, сложения и вычитания порядков, а также упрощает операцию сравнения самих нормализованных чисел. Количество разрядов, отводимых под порядок, влияет на диапазон от наименьшего отличного от нуля числа до наибольшего числа, представимого в машине при заданном формате. Очевидно, что чем больше разрядов отводится под запись мантиссы, тем выше точность представления числа. В связи с тем, что у нормализованных вещественных чисел старший бит мантиссы всегда равен 1, этот старший бит не хранится в памяти. Любое двоичное целое число, содержащее не более m разрядов, может быть без искажений преобразовано в вещественный формат. Таблица 4.3. Стандартные форматы представления вещественных чисел
Пример 4.6. Представление нормализованных чисел в одинарном формате. Проиллюстрируем, как будет храниться число 37,1610. При переводе в двоичное число не получается точного перевода 100101,(00101000111101011100) - дробная часть, заключенная в скобках, повторяется в периоде. Переводим число в нормализованный вид: 0,100101(00101000111101011100) * 2110 Представим вещественное число в 32-разрядном формате: 1. Знак числа «+», поэтому в знаковый разряд (31) заносим 0; 2. Для задания порядка выделено 8 разрядов, к истинному значению порядка, представленного в дополнительном коде, прибавляем смещение (27 — 1)=127. Так как порядок положительный, то прямой код порядка совпадает с дополнительным, вычислим смещенный порядок: 00000110 + 01111111=10000101. Заносим полученный смещенный порядок. 3. Заносим мантиссу, при этом старший разряд мантиссы убираем (он всегда равен 1);
В данном примере мы смогли перенести только 24 разряда, остальные были утеряны с потерей точности представления числа. Поиск по сайту: |
Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.004 сек.) |