IEEE 754规格化浮点数所能表示的最大值和最小值

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IEEE 754规格化浮点数所能表示的最大值和最小值

2023-04-13 17:26| 来源: 网络整理| 查看: 265

IEEE 754标准IEEE 754标准浮点数格式:

image.png

阶码用移码表示移码=阶码真值+偏置值阶码真值=移码-偏置值偏置值的公式为:

image.png

移码(这里的移码看作无符号数)的表示范围为:image.png尾数用原码表示隐含最高数位1阶码全1和阶码全0用作特殊用途IEEE 754浮点数格式:

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浮点数的最大值和最小值

IEEE 754规格化浮点数的最大值和最小值,可以先根据最大绝对值,改变符号位即可

浮点数的最大绝对值

浮点数规格化的阶码决定了数值的大小,因此找最大绝对值,就需要首先确认最大的阶码真值,然后再确定尾数部分最大

因此找最大绝对值需要确定最大阶码和确定最大尾数

我们拿短浮点数(单精度、float型)举例。

已经知道阶码真值=移码-偏偏置值,因此最大的阶码=最大的移码-偏置值`。

短浮点数得阶码占8位,根据移码公式可以算出:

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由于全1和全0用作特殊用途,所以我们能取得最大的移码是254;

根据偏置值公式可以算出:

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偏置值为127

由公式阶码真值=移码-偏移量可以求出最大阶码真值能取得254-127=127。求出最大阶码,再求最大尾数部分

短浮点数的尾数部分占23位,我们把23位数值位全部取1就是最大值,再加上隐含的最高位1,得出:

image.png

组合到一块就是:

image.png

但是这么多位1存在很麻烦,我们化简一下:

image.png

最后得到:

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浮点数的最小绝对值

和最大绝对值一样,只需要让阶码真值最小,尾数部分最小即可

继续拿短浮点数举例。

上面已经求出短浮点数移码的表示范围

image.png

和偏置值为127

由于移码的全1和全0用作特殊用途,所以我们能取得最小的移码是1;

由公式阶码真值=移码-偏移量可以求出最大阶码真值能取得1-127=-126。求出最小阶码,再求最小尾数部分

短浮点数的尾数部分占23位,我们把23位数值位全部取0就是最小值,再加上隐含的最高位1,得出:image.png

最后得到:

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浮点数的最大值

将绝对值改变符号即可

短浮点数所能表示的最大规格化正数:

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短浮点数所能表示的最大规格化负数:

image.png

浮点数的最小值

将绝对值改变符号即可

短浮点数所能表示的最小规格化正数:

image.png

短浮点数所能表示的最小规格化负数:

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长浮点数同理



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