Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ: Số chấm động - Phạm Tuấn Sơn

Bài giảng do GV. Phạm Tuấn Sơn biên soạn trình bày về các vấn đề với biểu diễn số nguyên, cách biểu diễn số chấm động, cách chuyển từ biểu diễn nhị phân sang thập phân, biểu diễn số chấm động 8bit,... Để biết rõ hơn về nội dung chi tiết, mời các bạn cùng tham khảo.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bài giảng Kiến trúc máy tính và hợp ngữ: Số chấm động - Phạm Tuấn SơnBài 03: Số chấm độngPhạm Tuấn Sơnptson@fit.hcmus.edu.vnVấn đề với biểu diễn số nguyên• Số nguyên N bit biểu diễn được 2N giá trị– Biểu diễn không dấu (Unsigned Integer)0à2N – 1(N=32, 2N–1 = 4,294,967,295)– Biểu diễn bù 2-2(N-1) à2(N-1) – 1(N=32, 2(N-1) = 2,147,483,648)• Biểu diễn số rất lớn ? Số giây / 1 nghìn năm– 31,556,926,000 (3.1556926 x 1010)• Biểu diển số rất nhỏ ? Số giây / 1 nano giây– 0.00000000110 (1.010 x 10-9)• Biểu diễn số thập phân 1.5 ?2Biểu diễn phần thập phân• Biểu diễn số 5.375 thế nào ?Cần bao nhiêu bit ?• Giả sử dùng 8 bit để lưu trữ phầnnguyên5 = 4 + 1 = 00000101• Tương tự có thể dùng 8 bit lưu trữphần thập phân0.375 = 0.25 + 0.125 = 01100000• Vậy có thể biểu diễn5.375 = 00000101.01100000• Tổng quát ta có:xn −1 K x1 x0 . x−1 x−2 K x− m =n∑i =− mxi 2i=> Biểu diển số chấm tĩnh (fixed point)i2-i01234567891011121314151.010.51/20.251/40.1251/80.06251/160.03125 1/320.015625 ...0.00781250.003906250.0019531250.00097656250.000488281250.0002441406250.00012207031250.000061035156250.0000305175781253Giới hạn biểu diễn số chấm tĩnh• Với 8 bit– Phần nguyên lớn nhất có thể biểu diễn là28 - 1= 255– Phần thập phân nhỏ nhất có thể biểu diễn là2-8 = 1/256 = 0.00390625 ~ 10-3• Nếu muốn tính toán với số nhỏ hơn như0.000110 hay 0.0000110 ?à Tăng số bitVới 16 bit phần thập phânmin = 1/65536 = 0.0000152587890625 ~ 10-5• Có cách nào tốt hơn ?4Số chấm động – Ý tưởng• Hệ thập phân– 123000000000 ~ 1.23×1011 và 0.0000000000123 ~ 1.23×10-11• Tương tự với hệ nhị phân, ta cóx = 00000101.01100000 = 22 + 20 + 2-2 + 2-3• Ta có thể viết lạix = 1.01011 × 22• Thay vì dùng 16 bit để lưu trữ, chỉ cần dùng 7 bit (5 bitphần trị + 2 bit phần mũ)x = 1.01011 10• Như vậy,– Muốn tiết kiệm số bit lưu trữ, ta đã di chuyển vị trí của dấu chấmsang phải 14 vị trí– Cần lưu: phần trị, phần mũ và …phần dấu=> Đây là ý tưởng cơ bản của số chấm động (floating point)5