- •Ieee 754 - стандарт двоичной арифметики с плавающей точкой
- •§1. Название стандарта.
- •§2.Краткое описание стандарта.
- •§3. Основные понятия в представлении чисел с плавающей точкой.
- •3.1 Представление числа в нормализованном экспоненциальном виде.
- •3.2 Представление числа в денормализованном экспоненциальном виде.
- •3.3 Преобразование десятичного числа в двоичное число с плавающей точкой.
- •4.2 Преобразования числа формата 32 бит ieee 754 в десятичное число
- •§4. Описание преобразования чисел по стандарту ieee 754.
- •4.1 Преобразование двоичного нормализованного числа в 32 битный формат ieee 754
- •§5. Формальное представление чисел в стандарте ieee 754 для любого формата точности.
- •Формула вычисления десятичных чисел с плавающей точкой, из чисел представленных в стандарте ieee754:
- •§6. Исключительные числа стандарта ieee 754
- •Поэтому из стандарта сделаны исключения и формула №1 не применяется в следующих случаях:
- •Формула расчета денормализованных чисел:
- •§7. Сведенья по числам одинарной и двойной точности представленных в стандарте ieee 754.
- •7.1 Вычисление границ диапазона для чисел одинарной точности ieee 754
- •7.2 Полный диапазон чисел одинарной точности (32 бит) по стандарту ieee754
- •7.3 Общие сведенья для чисел одинарной и двойной точности стандарта ieee 754.
- •§8. Округление чисел в стандарте ieee 754.
- •§9. Заключение.
7.2 Полный диапазон чисел одинарной точности (32 бит) по стандарту ieee754
Рис.Диапазон чисел формата одинарной
точности (32 бита) представленных по
стандарту IEEE 754
7.3 Общие сведенья для чисел одинарной и двойной точности стандарта ieee 754.
Таблица 1. Сведенья о формате 32/64 бит в стандарте ANSI/IEEE Std 754-1985 |
||
наименование формата |
single-precision |
double-precision |
длина числа, бит |
32 |
64 |
смещенная экспонента (E), бит |
8 |
11 |
остаток от мантиссы (M), бит |
23 |
52 |
смещение |
127 |
1023 |
формула расчета денормализованных чисел |
F =(-1)S∙2(E -126)∙ M/223 |
F =(-1)S∙2(E -1022)∙M/252 |
формула расчета нормализованных чисел |
F =(-1)S∙2(E-127)∙(1+ M/223) |
F =(-1)S∙2(E-1023)∙(1+M/252) |
минимальное число |
±2-149≈ ±1,40129846∙e-45 |
±2-1074≈ ± 4,94065646∙e-324 |
максимальное число |
±2127∙(2-2-23) ≈ ± 3,40282347∙e+38 |
±21023∙(2-2-52) ≈ ± 1,79769313∙e+308 |
§8. Округление чисел в стандарте ieee 754.
Десятичных чисел с плавающей запятой бесконечное множество. Чисел представленных в формате одинарной точности всего 4 294 967 295. Отразить бесконечное множество на конечное без округления не возможно. Поэтому стандарт IEEE 754 не может точно представлять все числа. Точность представления числа падает с увеличением его экспоненты.
Таблица 2. Точность представления чисел для 32 битного формата IEEE 754 |
|||
экспонента числа |
минимальное число |
максимальное число |
средняя точность |
0 |
1 |
1.999999880791 |
1.19209289551e-7 |
1 |
2 |
3.99999976158 |
2.38418579102e-7 |
2 |
4 |
7.99999952316 |
4.76837158203e-7 |
10 |
1024 |
2047.99987793 |
1.220703125e-4 |
23 |
8388608 |
16777215 |
1 |
127 |
1.7014e+38 |
3.4028e+38 |
2.02824096037e+31 |
При представлении чисел с плавающей запятой в стандарт IEEE 754 приходится часто округлять числа. Стандарт предусматривает четыре способа округления чисел.
Способы округления чисел по стандарту IEEE 754:
Округление стремящееся к ближайшему целому.
Округление стремящееся к нулю.
Округление стремящееся к +∞
Округление стремящееся к -∞
Таблица 3. Примеры округления чисел до десятых |
||||
исходное число |
к ближ. целому |
к нулю |
к +∞ |
к -∞ |
1,33 |
1,3 |
1,3 |
1,4 |
1,3 |
-1,33 |
-1,3 |
-1,3 |
-1,3 |
-1,4 |
1,37 |
1,4 |
1,3 |
1,4 |
1,3 |
-1,37 |
-1,4 |
-1,3 |
-1,3 |
-1,4 |
1,35 |
1,4 |
1,3 |
1,4 |
1,3 |
-1,35 |
-1,4 |
-1,3 |
-1,3 |
-1,4 |
Как происходит округление показано на примерах в таблице 3. При преобразовании чисел необходимо выбрать один из способов округления. По умолчанию это первый способ -округление к ближайшему целому. Часто в различных устройствах используют второй способ - округление к нулю. При округлении к нулю нужно просто отбросить не значащие разряды числа, поэтому этот способ самый легкий в аппаратной реализации.
