迪克猪的博客
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第二章信息的表示和处理 浮点数

定义

二进制小数***

IEEE 浮点表示

IEEE 二进制浮点数算术标准(IEEE 754)是 20 世纪 80 年代以来最广泛使用的浮点数运算标准,为许多 CPU 与浮点运算器所采用。这个标准定义了表示浮点数的格式(包括负零-0)与反常值(denormal number)),一些特殊数值(无穷(Inf)与非数值(NaN)),以及这些数值的“浮点数运算符”;它也指明了四种数值舍入规则和五种例外状况(包括例外发生的时机与处理方式)。

IEEE 754 规定了四种表示浮点数值的方式:单精确度(32 位)、双精确度(64 位)、延伸单精确度(43 比特以上,很少使用)与延伸双精确度(79 比特以上,通常以 80 位实现)。只有 32 位模式有强制要求,其他都是选择性的。大部分编程语言都有提供 IEEE 浮点数格式与算术,但有些将其列为非必需的。例如,IEEE 754 问世之前就有的 C 语言,有包括 IEEE 算术,但不算作强制要求(C 语言的 float 通常是指 IEEE 单精确度,而 double 是指双精确度)。

该标准的全称为 IEEE 二进制浮点数算术标准(ANSI/IEEE Std 754-1985),又称 IEC 60559:1989,微处理器系统的二进制浮点数算术(本来的编号是 IEC 559:1989)。后来还有“与基数无关的浮点数”的“IEEE 854-1987 标准”,有规定基数为 2 跟 10 的状况。最新标准是“ISO/IEC/IEEE FDIS 60559:2010”。

舍入

任何有效数上的运算结果,通常都存放在较长的寄存器中,当结果被放回浮点格式时,必须将多出来的比特丢弃。 有多种方法可以用来运行舍入作业,实际上 IEEE 标准列出 4 种不同的方法:
舍入到最接近:舍入到最接近,在一样接近的情况下偶数优先(Ties To Even,这是默认的舍入方式):会将结果舍入为最接近且可以表示的值,但是当存在两个数一样接近的时候,则取其中的偶数(在二进制中式以 0 结尾的)。
朝+∞ 方向舍入:会将结果朝正无限大的方向舍入。
朝-∞ 方向舍入:会将结果朝负无限大的方向舍入。
朝 0 方向舍入:会将结果朝 0 的方向舍入。

运算