IEEE 754   IEEE Floating point Representation, Standard of Binary Floating-point Arthmetic   IEEE 부동소수점, 컴퓨터 2진 부동소수점 표현

(2019-03-13)

Single Precision, 단정도, 단 정밀도, Double Precision, 배정도, 배 정밀도

1. 컴퓨터에서, 2진 부동소수점 표현 (IEEE 754)

  ㅇ 컴퓨터에서는, 실수(實數)를 2진 부동소수점으로 표현함

      

  ㅇ 주요 구성
     - 부호 부분(Sign), 가수 부분(Mantissa/Fraction), 지수 부분(Exponent)


2. 단정도(단 정밀도) 및 배정도(배 정밀도) 표현법

  ※ 컴퓨터에서는, 
     - 정밀도(Precision) = 유효자리수(Significant Digit) 이라고도 함

  ㅇ 단정도 (Single Precision, 단 정밀도) 표현법
     

     - 단정도 정규화2진수의 표현
        . 가수 부분 첫째 비트는 항상 1 
           .. 2진수 소수부 표현이 1.… 이므로

     - 표현 범위
        . 가장 큰 수   : ± (2 - 2-23) x 2127
           .. 지수(exponent) = 01111111(2) = 127(10)
           .. 가수(mantissa) = 1.111…1(2) = 2.0 x (1/2 + 1/22 + … + 1/223)
                             = 2.0 x (1 - 2-24)(10) = 2 - 2-23(10)
        . 가장 작은 수 : ± 2-126

     - 0,∞ 표현
        .  0 에 대한 표현 : 지수 및 가수 부분의 모든 비트가 `0` 인 것 (+0 또는 -0)
        .  ∞에 대한 표현 : 지수 비트가 모두 `1`, 가수 비트가 모두 `0` (+∞ 또는 -∞)

  ㅇ 배정도 (Double Precision, 배 정밀도) 표현법
          
     - 위 단정도와 유사함. 자리수가 더 많음.
        . 가수 부분은 1.ddd...d 처럼 표현되며, ddd...d 부분이 52 비트를 차지함
        . 즉, 가수 부분의 유효자리수2진수 53자리(부호 포함)이므로, 
           .. 10진수 유효자리수는 253=1015.95으로 약 16자리가 됨

     - 배 정밀도를 사용하면,
        . 가수 부분의 자리수가 많으므로, 반올림 오차 등을 줄일 수 있으나,
        . 단 정밀도에 비해 2배 이상의 메모리 및 계산시간이 필요함


[(디지털) 수 표현] 1. 디지털 수 체계 2. 기수(radix,base)/가수(mantissa) 3. 보수(complemen) 4. 2의 보수,1의 보수 5. 고정소수점 6. 부동소수점 7. 2진 부동소수점(IEEE 754) 8. 유한어장효과 9. 오버플로우 10. 비트,바이트,워드 11. MSB,LSB
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