补码表示的浮点数范围(详细解法)

参考问题如下:

        若浮点数字长共M+N位,其中尾数占M位(含符号位),阶码占N位(含符号位),尾数和阶码均采用补码表示,请写出该浮点数对应的表数范围

首先,我们需要知道浮点数在计算机中是如何存储的:

浮点数将整个字长分为两部分,其中一部分表示尾数,另一部分表示阶码。

         则浮点数所表示的数值大小为:尾数×2阶码

例如求该图所表示的浮点数

 

 对于阶码:101110为补码,符号位不变取反加一为110010 = -18

对于尾数:00100011原反补相同 = 2^{-2}+2^{-6}+2^{-7}

所以表示的浮点数为:(2^{-2}+2^{-6}+2^{-7})* 2^{-18}

 

其次,我们要知道n位阶码和m位尾数的取值范围:

 对于n位二进制整数,取值范围为:\left [ -2^{n-1} ,2^{n-1}-1 \right ]

而对于n位小数,其实就是整数的小数点向前移动了n-1位,而由移位计算可知,左移一位=除2,所以取值范围其实就是n位二进制整数  ÷ 2^{n-1} = \left [ -1,1-\frac{1}{2^{n-1}} \right ]

最后,就可以求浮点数对应的表示范围了

例:某浮点数字长共14位,其中尾数占8位(含符号位),阶码占6位(含符号位),尾数和阶码均采用补码表示,请写出该浮点数对应的表数范围

尾数范围: \left [ -1,1-\frac{1}{2^{7}} \right ]

阶码范围:\left [ -2^{5} ,2^{5}-1 \right ]

综上,浮点数表示范围为:\left [ -1*2^{31},(1-\frac{1}{2^{7}})*2^{31} \right ]

 


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