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计算机组成原理强制类型转换规则 计算机组成原理——浮点数加减运算强制类型转换...

时间:2019-01-26 14:56:25

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计算机组成原理强制类型转换规则 计算机组成原理——浮点数加减运算强制类型转换...

浮点数的加减运算

我们可以先通过十进制的浮点数加减运算步骤来类推二进制的

十进制浮点数加减运算步骤:

浮点数加减运算包括五个步骤:① 对阶② 尾数加减③ 规格化④ 舍入⑤ 判溢出

例如:计算9.85211 × 1012 + 9.96007 × 1010

解:

二进制浮点数的加减运算

上面我们进行了十进制的浮点数的加减运算,下面我们可以以此类推,也按照上面五个步骤来做

直接看一个例题:已知十进制数X=−5/256、Y=+59/1024,按机器补码浮点运算规则计算X−Y,结果用二进制表示,浮点数格式如下:阶符取2位,阶码取3位,数符取2位,尾数取9位

解:

首先我们先用补码表示阶码和尾数,

5D = 101B,1/256 = 2-8 → X = - 101 × 2-8 = - 0.101 × 2-5 = - 0.101 × 2-101

59D = 111011B,1/1024 = 2-10 → Y = + 111011 × 2-10 = + 0.111011 × 2-4 = + 0.111011 × 2-100

再转化成补码形式

X:11011,11.011000000

(X是负数 转化成补码取反+1 阶码 尾数都一样操作)

Y:11100,00.111011000

1. 对阶

使两个数的阶码相等,小阶向大阶看齐,尾数毎右移一位,阶码加1

① 求阶差:[ΔE]补=11011+00100=11111,知ΔE=−1

② 对阶:

X:11011,11.011000000 → 11100,11. 101100000

X = - 0.0101 × 2-100

2. 尾数加减

-Y:11100,11.000101000

(求码的负数的方法:连符号位一块取反+1)

然后让X加上-Y

11.101100000

+ 11.000101000

10.110001000

所以X-Y:11100, 10.110001000

3. 规格化

X-Y:11100, 10.110001000 à 11101,11.011000100

4. 舍入

无舍入

5. 判溢出

常阶码,无溢出,结果真值为2−3×(−0.1001111)2

浮点数的加减运算——舍入规则

“0”舍“1”入法:

类似于十进制数运算中的“四舍五入”法,即在尾数右移时,被移去的最高数值位为0,则舍去;被移去的最高数值位为1,则在尾数的末位加1。这样做可能会使尾数又溢出,此时需再做一次右规。

恒置“1”法:

尾数右移时,不论丢掉的最高数值位是“1”还是“0”,都使右移后的尾数末位恒置“1”。这种方法同样有使尾数变大和变小的两种可能。

例如

强制类型转换

转化的可操作性

char → int → long → double

float → double

int → float:可能损失精度

float → int:可能溢出及损失精度

结论:范围、精度从小到大,转换过程没有损失

原因:拿32位来说:

int:表示整数,范围 -231 ~ 231-1 ,有效数字32位

float:表示整数及小数,范围 ±[2-126 ~ 2127×(2−2−23)],有效数字23+1=24位

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