定点数的表示
計(jì)算機(jī)中常用的數(shù)據(jù)表示格式有兩種,一是定點(diǎn)格式,二是浮點(diǎn)格式。所謂定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù),是指在計(jì)算機(jī)中一個(gè)數(shù)的小數(shù)點(diǎn)的位置是固定的還是浮動(dòng)的:如果一個(gè)數(shù)中小數(shù)點(diǎn)的位置是固定的,則為定點(diǎn)數(shù);如果一個(gè)數(shù)中小數(shù)點(diǎn)的位置是浮動(dòng)的,則為浮點(diǎn)數(shù)。一般來說,定點(diǎn)格式可表示的數(shù)值的范圍有限,但要求的處理硬件比較簡(jiǎn)單。而浮點(diǎn)格式可表示的數(shù)值的范圍很大,但要求的處理硬件比較復(fù)雜。
采用定點(diǎn)數(shù)表示法的計(jì)算機(jī)稱為定點(diǎn)計(jì)算機(jī),采用浮點(diǎn)數(shù)表示法的計(jì)算機(jī)稱為浮點(diǎn)計(jì)算機(jī)。定點(diǎn)機(jī)在使用上不夠方便,但其構(gòu)造簡(jiǎn)單,造價(jià)低,一般微型機(jī)和單片機(jī)大多采用定點(diǎn)數(shù)的表示方法。浮點(diǎn)機(jī)可表示的數(shù)的范圍比定點(diǎn)機(jī)大得多,使用也比較方便,但是比定點(diǎn)機(jī)復(fù)雜,造價(jià)高,在相同的條件下浮點(diǎn)運(yùn)算比定點(diǎn)運(yùn)算速度慢。目前,一般大、中型計(jì)算機(jī)及高檔微型機(jī)都采用浮點(diǎn)表示法,或同時(shí)具有定點(diǎn)和浮點(diǎn)兩種表示方法。
所謂定點(diǎn)格式,即約定機(jī)器中所有數(shù)據(jù)的小數(shù)點(diǎn)位置是固定不變的。通常將定點(diǎn)數(shù)據(jù)表示成純小數(shù)或純整數(shù)。為了將數(shù)表示成純小數(shù),通常把小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)值部分的最高位之前;而為了把數(shù)表示成純整數(shù),則把小數(shù)點(diǎn)固定在數(shù)值部分的最后面,如圖2-1所示。
圖中所標(biāo)示的小數(shù)點(diǎn)“.”,在機(jī)器中是不表示出來的,而是事先約定在固定的位置。對(duì)于一臺(tái)計(jì)算機(jī),一旦確定了小數(shù)點(diǎn)的位置就不再改變。
對(duì)純小數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí),要用適當(dāng)?shù)谋壤蜃舆M(jìn)行折算,以免產(chǎn)生溢出,或過多損失精度。
假設(shè)用一個(gè)n位字來表示一個(gè)定點(diǎn)數(shù)x= x0?x1?x2?… xn-1,其中一位x0用來表示數(shù)的符號(hào)位,其余位數(shù)代表它的量值。為了對(duì)所有n位進(jìn)行統(tǒng)一處理,符號(hào)位x0通常放在最左位置,并用數(shù)值0和1分別代表正號(hào)和負(fù)號(hào)。對(duì)于任意定點(diǎn)數(shù)x= x0?x1?x2?… xn-1,如果x表示的是純小數(shù),那么小數(shù)點(diǎn)位于x0和x1之間,數(shù)的表示范圍為:0≤|x|≤1-2-(n-1);如果x 表示的是純整數(shù),則小數(shù)點(diǎn)位于最低位xn-1的右邊,數(shù)的表示范圍為:0≤|x|≤2n-1-1。
目前計(jì)算機(jī)中大多采用定點(diǎn)純整數(shù)表示,因此將定點(diǎn)數(shù)表示的運(yùn)算簡(jiǎn)稱為整數(shù)運(yùn)算。
總結(jié)
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