浮点数到真值转换:计算机中的信息表示

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"本文主要探讨了计算机中真值与浮点数之间的转换,以及不同进位计数制的表示和转换。" 在计算机系统中,数据的表示是至关重要的,尤其是浮点数,它广泛用于科学计算和工程领域,因为它能够表示极大的或极小的数值。浮点数的表示通常由阶码(exponent)和尾数(mantissa)两部分组成。题目中的例子解释了一个32位浮点数的结构,其中阶码是8位,采用补码表示,以2为底;尾数是24位,同样用补码表示,并且是规格化的。给定的浮点数代码为(A3680000)16,我们需要将其转换为真值。 首先,将十六进制数(A3680000)16拆分为两部分,即阶码和尾数。阶码部分为(A3)16,转换为二进制为(10100011)2,而尾数部分为(680000)16,转换为二进制为(01101000000000000000000)2。因为尾数是规格化的,所以隐藏了一个1在小数点前,所以完整的尾数是(1.110100000000000000000)2。 接着,处理阶码。由于是补码表示,需要进行反码运算来确定阶码的正负。这里阶码的二进制形式为(10100011)2,取反后得到(01011100)2,再加1得到(01011101)2,即为正阶码的原码。转换为十进制,阶码E为(93)10,但由于它是负数(补码表示),所以实际阶码为-(93)10。 然后,计算尾数。由于尾数是规格化的,即最高位为1,因此实际上我们只需要考虑小数部分,即(0.110100000000000000000)2。将这个小数转换为十进制,得到M = (0.8125)10。 最后,根据浮点数的公式,真值N可以通过阶码E和尾数M的组合计算得出,即N = (-1)^阶符 × (1 + 尾数) × 2^阶码。在这个例子中,阶符为1(负数),尾数M为0.8125,阶码E为-93。因此,真值N = -1 × (1 + 0.8125) × 2^(-93) = 2^(-93) × 0.8125。 除了浮点数的转换,本章还涵盖了数据信息的表示,包括数值型数据(如浮点数)和非数值型数据。在计算机中,数据信息有多种表示方式,如二进制、八进制、十进制和十六进制。每种进位计数制都有其特定的基数和位权,以及转换规则。例如,二进制、八进制和十六进制可以方便地转换为十进制,反之亦然,通过加权求和的方法实现。对于数值的表示范围,无符号数和带符号数的区别在于能否表示负数,这直接影响到数据的存储和计算。 总结来说,本章深入讲解了计算机中浮点数的表示和转换,以及不同进位计数制之间的转换方法,这些都是理解计算机如何存储和处理数字的基础知识。