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Hanbin Che

IEEE 754 是一个由电子电气工程师协会(Institute of Electrical and Electronics Engineers,简称 IEEE)制定的标准,用于定义浮点数的表示和运算规则。这个标准定义了浮点数的二进制表示方式、运算规则和精度等重要内容,广泛应用于计算机科学和工程领域,以确保浮点数在不同计算平台上的一致性和可移植性。

IEEE 754 标准通常包括以下几个方面的内容:

  1. 浮点数格式:IEEE 754 定义了多种浮点数格式,包括单精度(32 位)、双精度(64 位)和拓展精度格式,它们都具有固定的位数用于表示符号、指数和尾数(也称为尾数、尾数位数),以及规定了如何将二进制位解释为实际的浮点数值。

  2. 特殊值:IEEE 754 标准还定义了特殊值,如正无穷大、负无穷大、NaN(非数值)等,以处理在浮点数运算中可能出现的异常情况。

  3. 浮点数运算:标准规定了浮点数的四则运算(加法、减法、乘法和除法)和取余等操作的规则,包括舍入规则和溢出处理方式。

  4. 精度:IEEE 754 标准定义了浮点数的精度和有效位数,以及舍入方式,以确保在不同计算平台上的一致性。

  5. 转换:标准还定义了浮点数和整数之间的相互转换规则。

  6. 语言支持:IEEE 754 标准被广泛支持和实现在各种编程语言和硬件平台中,包括 C、C++、Java、Python 等,以及 CPU、GPU 和 FPGA 等硬件平台。

IEEE 754 标准的主要目标是提供一种通用的浮点数表示和运算方式,以便不同计算平台上的程序能够以一致的方式处理浮点数。然而,由于浮点数运算的特殊性质,开发人员需要了解标准中的一些细节,以避免由于舍入误差和浮点数精度问题而导致的潜在问题。在编写需要高精度浮点数运算的应用程序时,可能需要额外的精度控制和数值分析技巧。