Представление двоичных чисел в формате с плавающей запятой может показаться сложным, но оно следует четкой структуре. Давайте разберем, как это делается:
- Знак мантиссы: Обычно это первый бит в числе. Если он равен 0, то число положительное, если 1 — отрицательное.
- Значение мантиссы: Мантисса — это основная часть числа, которая содержит значащие цифры. В двоичном формате с плавающей запятой мантисса нормализуется, что означает, что она начинается с 1 перед запятой (в двоичной системе), но этот 1 обычно не хранится в памяти.
- Знак порядка: В большинстве современных систем знак порядка не хранится отдельно. Вместо этого используется смещенный порядок (biased exponent), где к реальному значению порядка добавляется некое смещение, чтобы избежать использования отдельного знакового бита.
- Значение порядка: Порядок определяет, насколько нужно сдвинуть запятую в мантиссе. Это число хранится в виде смещенного порядка. Например, в формате IEEE 754 для одинарной точности используется смещение 127.
Таким образом, двоичное число в формате с плавающей запятой представляется следующим образом:
- Знаковый бит мантиссы — указывает на знак числа.
- Порядок с добавленным смещением — хранит информацию о положении запятой.
- Мантисса — нормализованное значение, содержащее значащие цифры числа.
Важно понимать, что в формате с плавающей запятой мантисса и порядок работают вместе, чтобы представить очень маленькие или очень большие числа, обеспечивая большую гибкость по сравнению с целыми числами.