计算机如何表示浮点数

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计算机使用IEEE 754标准来表示浮点数。这个标准定义了浮点数的内部表示形式以及进行浮点运算的规则。

具体来说,IEEE 754标准定义了两种浮点数格式:单精度(32位)和双精度(64位)。

单精度浮点数的格式如下:

  • 1位符号位(表示正负)
  • 8位指数(用于表示数的大小)
  • 23位尾数(用于表示数的精度)

双精度浮点数的格式如下:

  • 1位符号位
  • 11位指数
  • 52位尾数

浮点数的值通过尾数和指数的组合来表示。指数用于表示数的大小,尾数用于表示数的精度和小数部分。符号位表示正负。

例如,考虑单精度浮点数的表示形式:

[ \underbrace{s}{\text{符号位}} \underbrace{eeeeeeee}{\text{指数}} \underbrace{mmmmmmmmmmmmmmmmmmmmmm}_{\text{尾数}} ]

其中,(s) 是符号位,(e) 是指数位,(m) 是尾数位。

浮点数的实际值由以下公式给出:

[ (-1)^s \times (1 + m) \times 2^{(e - \text{偏置值})} ]

这个公式通过符号位、尾数和指数来计算浮点数的实际值。