二、硬件结构
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2025-11-03
TODO
前面待补齐
2.7 为什么 0.1 + 0.2 不等于 0.3 ?
Q:为什么负数要用补码表示?
如果负数不是使用补码的方式表示,则在做基本对加减法运算的时候,还需要多一步操作来判断是否为负数,如果为负数,还得把加法反转成减法,或者把减法反转成加法,这就非常不好了,毕竟加减法运算在计算机里是很常使用的,所以为了性能考虑,应该要尽量简化这个运算过程。
Q:十进制小数怎么转成二进制?
十进制整数转二进制使用的是「除2取余法」,十进制小数使用的是「乘2 取整法」。
Q:计算机是怎么存小数的?
计算机是以浮点数的形式存储小数的,大多数计算机都是 IEEE 754 标准定义的浮点数格式,包含三个部分:
- 符号位:表示数字是正数还是负数,为0表示正数,为1表示负数;
- 指数位:指定了小数点在数据中的位置,指数可以是负数,也可以是正数,指数位的长度越长则数值的表达范围就越大;
- 尾数位:小数点右侧的数字,也就是小数部分,比如二进制1.0011x2^(-2),尾数部分就是 0011,而且尾数的长度决定了这个数的精度,因此如果要表示精度更高的小数,则就要提高尾数位的长度; 用 32 位来表示的浮点数,则称为单精度浮点数,也就是我们编程语言中的 float 变量,而用 64 位来表示的浮点数,称为双精度浮点数,也就是 double 变量。
Q:0.1 + 0.2 == 0.3 吗?
不是的,0.1和 0.2 这两个数字用二进制表达会是一个一直循环的二进制数,比如0.1 的二进制表示为 0.0 0011 0011 0011..(0011 无限循环),对于计算机而言,0.1无法精确表达,这是浮点数计算造成精度损失的根源。
因此,IEEE 754 标准定义的浮点数只能根据精度舍入,然后用「近似值」来表示该二进制,那么意味着计算机存放的小数可能不是一个真实值。
0.1 + 0.2 并不等于完整的 0.3,这主要是因为这两个小数无法用「完整」的二进制来表示,只能根据精度舍入,所以计算机里只能采用近似数的方式来保存,那两个近似数相加,得到的必然也是一个近似数。
