有一个字长为32位的浮点数,阶码10位(包括1位阶符),用移码表示;尾数22位(包括1位尾符)用补码表示,基数R=2。请写出: (1) 最大数的二进制表示; (2) 最小数的二进制表示; (3) 规格化数所能表示的数的范围; (4) 最接近于零的正规格化数与负规格化数。
时间: 2024-09-17 09:02:44 浏览: 93
第2章 数据的机器级表示复习要点1
(1) 对于32位浮点数,最精确的表示方式是最大正数。在这种情况下,阶码会占用前10位,其中包含1位阶符,所以有效位有9位,表示最大的指数。由于阶码是移码,这意味着最高的阶码值表示正无穷大。尾数为22位,包括1位尾符,满偏情况下的尾数为全1,即1.111...1111 (2^22 - 1),因此整数部分最大为(2^9 - 1)。将它们合并,我们得到:
```binary
Mantissa: 1111111111000000000000000000
Exponent: 1111111111 (移码表示)
```
总和起来就是最大数的二进制表示。
(2) 最小的数是正零,阶码为最小非零值减去1(因为阶符占1位),尾数为全0(最小负数)。但是考虑到规格化的要求,尾数不会直接为0,而是会有一个小的非零数值。对于22位尾数,最小规格化数的尾部第一位将是1,其余为0。阶码为最小非零值。所以最小数的表示为:
```binary
Mantissa: 0000000000000000000000000000 (尾数最小,但不是0)
Exponent: 0000000000 (移码表示)
```
(3) 标准规格化的浮点数范围,是指尾数的第一个1之前的0的数量最少为1(包括这个1),直到尾数满偏。由于22位尾数,加上1位尾符,总共可以表示21位的有效数字。所以范围是从1.0 * R^-10 到 1 * R^(22-1 - 10) = 1 * R^(1),即从\( \frac{1}{2^{10}} \)到\( 2^{11} \)。
(4) 最接近于零的正规格化数是最小规格化的正数,其尾数为1.R(21个1),对应的二进制为:
```binary
Mantissa: 0000000000000000000000000001
Exponent: 0000000000 + 1 (为了规格化,需要加1到原阶码)
```
负规格化数则是在最小负数的基础上尽可能地增加一位1,例如:
```binary
Mantissa: 1000000000000000000000000000 (比最小负数多一位1)
Exponent: 0000000000 - 1 (尾数增加一位导致阶码减少1)
```
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