Представление данных с ПТ

В формате с плавающей точкой разряды числа разбиваются на два поля, имеющие названия мантисса и порядок. Если обозначить мантиссу буквой M, а порядок - P, то величина числа X =_{M}{P}. Эта запись является двоичным эквивалентом известной формы записи десятичных чисел X=M 10^+Е, например, 200=210⁺², 36000000000=3610⁺⁹. структура 16-pазpядного числа в представлении с плавающей точкой и примеры даны в таблице.

Из последнего примера видно, что всего 16 бит могут представлять очень большие числа. Но, отобрав шесть разрядов под порядок, мы уменьшили точность представления числа.

Недостаток формата с фиксированной точкой (сравнительно небольшой диапазон представляемых чисел) устраняется представлением чисел в формате с плавающей точкой (floating point format), который является основным в компьютерах. Однако наряду с этой формой представления используется также и представление с фиксированной точкой для целых двоичных чисел и операций над ними, в частности операции над кодами адресов.

Интересной особенностью формата с плавающей точкой является возможность представления одного числа различными комбинациями значений мантиссы и порядка. Так, например, нуль в этом формате может быть записан 64 способами (мантисса равна 0, порядок принимает любое значение), другие числа могут иметь до 9 представлений, например:

32=12⁺⁵=22⁺⁴=42⁺³=82⁺⁴=162⁺¹=322⁺⁰

2560=52⁺⁹=102⁺⁸=202⁺⁷=402⁺⁶=802⁺⁵=…=12802⁺¹.

Несмотря на это, представление чисел в формате с плавающей точкой оказалось достаточно удобным для обработки на ЭВМ больших и дробных чисел, хотя при этом пришлось пойти на некоторые дополнения. Так, например, чтобы увеличить точность числа, для его представления отводят два, а иногда и четыре 16-pазpядных поля. Вообще же в вычислительных машинах используются отличающиеся друг от друга форматы с плавающей точкой, но основаны они на едином принципе представления: порядок и мантисса. Для выполнения арифметических операций над числами в формате с плавающей точкой используются точные правила, зависящие от конкретной реализации ЭВМ, но содержащие общий подход. Так, сложение и вычитание чисел с плавающей точкой сводится к выравниванию позиций точки с тем, чтобы оба числа имели одинаковый порядок, а затем производится сложение или вычитание мантисс. Для умножения и деления выравнивания позиций точек не требуется; производится лишь сложение (при умножении) или вычитание (при делении) порядков и умножение или деление мантисс.