수의 표현과 산술회로(2)

chelseey·2025년 4월 24일

부호와 절대치 표현

부호비트(sign bit)를 따로 두고,
나머지 비트들로 수의 절대값(magnitude)을 표현하는 방식

비트 개수에 따른 2진수 표현 범위

2의 보수 표현을 쓸 때, n비트 정수로 나타낼 수 있는 최소값·최대값 범위

부호 확장

더 넓은 비트 폭으로 바꿀 때 원래 숫자의 부호(+ -)를 그대로 유지하면서 왼쪽(상위) 비트를 채워 넣는 기법

  • 양수(부호 비트=0)인 경우, 상위에 모두 0을 채움
  • 음수(부호 비트=1)인 경우, 상위에 모두 1을 채움

2진 부동 소수점 표현 방법

부동 소수점

아주 크거나 아주 작은 실수(정수+소수)를 한정된 비트로
“유효숫자×지수” 꼴로 저장하는 방식

  • 단정도 부동 소수점 (bias 127)
  • 배정도 부동 소수점 (bias 1023)

ex. 75.6875₁₀ 를 부동소수점으로 변환

2진수로 바꾸기

75.6875₁₀ = 1001011.1011₂

정규화(normalization)

정수 부분이 항상 1비트가 되도록 소수점 위치를 옮김

1001011.1011₂  
= 1.0010111011₂ × 2⁶      ← 소수점 왼쪽으로 6칸 이동
  • 가수부는 1. 뒤의 0010111011
  • 지수부(실제 지수)는 +6

지수에 바이어스(Bias) 더하기

IEEE 754 단정밀도는 지수 바이어스가 127

E = 실제 지수 + 127 = 6 + 127 = 133

이를 8비트 이진수로 변환

133₁₀ = 10000101₂

가수부(fraction) 채우기

정규화된 가수 1.0010111011 중
“1.” 다음 소수점 이하 비트만 23비트까지 채우고, 남은 부분은 0으로 패딩

f = 00101110110000000000000₂

부호 비트

75.6875는 양수 → s = 0

최종 32비트 표현

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