Data storage II Introduction to Computer Science (88612159)

Slides:



Advertisements
งานนำเสนอที่คล้ายกัน
อสมการเชิงเส้นตัวแปรเดียว
Advertisements

หน่วยการเรียนรู้ที่ 7 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับจำนวนจริง
หน่วยที่ 3 ความคลาดเคลื่อน ความถูกต้อง ความเที่ยงตรง และความไว.
ชื่อผู้สอน : นางฐิติมา พิริยะ
คณิตศาสตร์พื้นฐาน ค ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 โดย ครูชำนาญ ยันต์ทอง
คณิตศาสตร์พื้นฐาน ค ชั้นมัธยมศึกษาปีที่ 3 โดย ครูชำนาญ ยันต์ทอง
หน่วยการเรียนรู้ที่ 7 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับจำนวนจริง
สื่อการสอนด้วยโปรมแกรม “Microsoft Multipoint”
Introduction to Computer Organization and Architecture
1 Introduction to Number System วรวิทย์ พูลสวัสดิ์
หน่วยการเรียนรู้ที่ 7 ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับจำนวนจริง
การทดลองในวิชาฟิสิกส์
กาญจนา ทองบุญนาค สาขาวิชาคอมพิวเตอร์ คณะวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยี
การใช้งาน Microsoft Excel
ตัวแปร และชนิด ข้อมูล. ตัวแปร การกำหนดตัวแปรเป็นการใช้ ชื่อตัวแปรแทน ตำแหน่งบนหน่วยความจำ สำหรับเก็บ ข้อมูลระหว่างการ ประมวลผล ซึ่งอาจเป็นข้อมูลนำเข้า.
ครั้งที่ 7 รีจิสเตอร์ (REGISTER). รีจิสเตอร์ (Register) รีจิสเตอร์เป็นวงจรความจำที่ใช้ในการเก็บค่า ทางไบนารี่ ใช้ในการเก็บค่าในระหว่างการ ประมวลผลโดยใช้ฟลิป.
MEE 231 Computer Programming สัปดาห์ที่ 6 ภาษา C หลักการของโปรแกรม ชนิดของตัวแปร การดำเนินการ คำสั่งการรับค่าตัวแปร และการแสดงผล.
การจัดเก็บข้อมูลในแฟ้มข้อมูลธรรมดา นั้น อาจจำเป็นที่ใช้แต่ละคน จะต้องมีแฟ้มข้อมูลของตนไว้เป็นส่วนตัว จึง อาจเป็นเหตุให้มีการเก็บข้อมูล ชนิดเดียวกันไว้หลาย.
การเลือกข้อมูลจาก List การกำหนดเงื่อนไขการป้อนข้อมูลด้วย Data Validation การใส่ Comment / แสดง / แก้ไข / ลบ.
LOGO ภาษาซี 1.1 อ. กฤติเดช จินดาภัทร์. LOGO ตัวอย่างโค้ดภาษาซี
คำสั่งควบคุมการทำงาน
สมบัติของเลขยกกำลัง จัดทำโดย นางเพ็ญประภา รัตนะเดชะ.
ALLPPT.com _ Free PowerPoint Templates, Diagrams and Charts.
การตรวจสอบคุณภาพเครื่องมือ
เกม คณิตคิดเร็ว.
stack #2 ผู้สอน อาจารย์ ยืนยง กันทะเนตร
แรงแบ่งได้เป็น 2 ลักษณะ คือ 1. แรงสัมผัส ( contact force )
IP-Addressing and Subneting
Number system (Review)
IP-Addressing and Subneting
การประยุกต์ Logic Gates ภาค 2
สมการเชิงเส้น (Linear equation)
แล้วทำการเรียงลำดับข้อมูลใหม่โดยเรียงจากน้อยไปหามาก
BC320 Introduction to Computer Programming
ดิจิตอล + เลขฐาน บทที่ 2.
ประเภทแผ่นโปร่งใส (แผ่นใส) รายวิชา ออปแอมป์และลิเนียร์ไอซี
เซต (SET) ประวัติย่อของวิชาเซต ความหมายของเซต การเขียนแทนเซต
บทที่ 8 การควบคุมโครงการ
คำสั่ง Create , Insert, Delete, Update
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับคอมพิวเตอร์และเทคโนโลยีสารสนเทศ
การเขียนโปรแกรมแบบวนซ้ำ: คำสั่ง while คำสั่ง do….while
เข้าใจตน เข้าใจสาขา นายจิรภัทร ผดุงกิจ.
กำหนดกรอบระยะเวลาการขึ้นทะเบียนปี2556/57 1. ข้าว
โครงการจัดทำระบบฐานข้อมูล วัตถุเสพติดของกลาง (ระยะที่1)
Binary Numbers Hexadecimal Numbers
การวิเคราะห์ฟอลต์แบบไม่สมมาตร Unsymmetrical Fault Analysis
บทที่ 9 การทำซ้ำ (Loop).
Week 5 C Programming.
คณิตศาสตร์ 1 รหัสวิชา
ผู้สอน ครูวัชระ วงษ์ดี
การสร้างแบบสอบถาม และ การกำหนดเงื่อนไข.
ตัวอย่างการจัดทำรายงานการผลิต และงบการเงิน
Data storage II Introduction to Computer Science ( )
BASIC STATISTICS MEAN / MODE / MEDIAN / SD / CV.
บทที่ 7 การประมวลผลอาร์เรย์
OPERATOR ภาษาปาสคาล (Pascal)
ค่ารูรับแสง - F/Stop ค่ารูรับแสงที่มีค่าตัวเลขต่ำใกล้เคียง 1 มากเท่าไหร่ ค่าของรูรับแสงนั้นก็ยิ่งมีความกว้างมาก เพราะเราเปรียบเทียบค่าความสว่างที่ 1:1.
ความรู้เบื้องต้นเกี่ยวกับจำนวนจริง
2 โครงสร้างข้อมูลแบบสแตก (STACK).
บทที่ 2 โครงสร้างข้อมูลแบบแถวลำดับหรืออาร์เรย์ (Array)
Chapter 3 : Array.
ฟังก์ชันของโปรแกรม Computer Game Programming
การเติบโตของฟังก์ชัน (Growth of Functions)
การเขียนโปรแกรมด้วยภาษาไพทอน การเขียนโปรแกรมแบบทางเลือก
บทที่ 5 พัลส์เทคนิค
ทายสิอะไรเอ่ย ? กลม เขียวเปรี้ยว เฉลย ทายสิอะไรเอ่ย ? ขาว มันจืด เฉลย.
Decision: Single and Double Selection (if and if-else statement)
กระดาษทำการ (หลักการและภาคปฏิบัติ)
Computer Game Programming
ความหมายและสมบัติของลอการิทึม
ใบสำเนางานนำเสนอ:

Data storage II Introduction to Computer Science (88612159)

การแทนนข้อมูลด้วยเลขฐานสองในรูปแบบต่างๆ 1. จำนวน 1.1 จำนวนเต็ม จำนวนธรรมชาติ N (unsigned = ไม่ มีเครื่องหมาย) จำนวนเต็ม Z (signed = มี เครื่องหมาย) 1.2 จำนวนจริง R 2. ตัวอักขระ (character) 3. ภาพ 4. เสียง

จุดประสงค์การเรียนรู้ การจัดเก็บจำนวนเต็มในระบบ Excess Notation การจัดเก็บจำนวนจริงในระบบ Floating Point Number

การจัดเก็บจำนวนเต็มในระบบ Excess Notation

การจัดเก็บจำนวนเต็มในระบบ Excess Notation ใช้จำนวนบิตคงที่ เริ่มต้นด้วยการกำหนดจำนวนบิตที่ ต้องการ เรียกว่า Excess-n Notation (ระบบ ส่วนเกิน n) n = 2จำนวนบิต-1

พิสัยของ Excess-n Notation Excess-n Notation (ระบบส่วนเกิน n) n = 2จำนวนบิต-1 พิสัยแบบมีเครื่องหมายคือ -2 จำนวนบิต -1 ถึง 2 จำนวนบิต -1 -1 ตัวอย่าง Excess-4 Notation มีจำนวนบิตเท่ากับ 3 เนื่องจาก 4 = 2จำนวนบิต-1 = 23- 1 ดังนั้น พิสัยเท่ากับ -4 ถึง 3 เนื่องจาก -23-1 ถึง 23-1 - 1

พิสัยของ Excess-n Notation ตัวอย่าง Excess-32 Notation มีจำนวนบิตเท่ากับ 6 เนื่องจาก 32 = 2 จำนวนบิต-1 = 26-1 ดังนั้นพิสัยเท่ากับ -32 ถึง 31 เนื่องจาก - 26-1 ถึง 26-1 -1

การจัดเก็บจำนวนเต็มในระบบ Excess Notation เขียนรูปแบบของบิตโดยเริ่มต้นจากศูนย์ และเพิ่มค่าทีละหนึ่งจนถึงค่าสูงสุด รูปแบบของบิตที่มีนัยสำคัญสูงสุด เป็น 0 ใช้แทนจำนวนลบ เป็น 1 ใช้แทนจำนวนบวก

ระบบ Excess-4 Notation ตัวอย่างที่ 1 ระบบ Excess-4 Notation 4 = 23-1 ดังนั้นจำนวนบิต คือ 3 เนื่องจากพิสัยแบบมีเครื่องหมาย -2 จำนวนบิต -1 ถึง 2 จำนวนบิต -1 -1 ดังนั้นมีพิสัยอยู่ในช่วง -4 ถึง 3

ระบบ Excess-4 Notation หากนำค่าฐานสิบระบบ Excess-4 บวก ด้วยค่าคงที่ 4 จะได้ค่าฐานสิบในระบบ เลขฐานสอง จึงเรียกว่าระบบส่วนเกิน 4

ระบบ Excess-8 Notation ตัวอย่างที่ 2 ระบบ Excess-8 Notation 8 = 24-1 ดังนั้นจำนวนบิต คือ 4 เนื่องจากพิสัยแบบมีเครื่องหมาย -2 จำนวนบิต -1 ถึง 2 จำนวนบิต -1 -1 ดังนั้นมีพิสัยอยู่ในช่วง -8 ถึง 7

ระบบ Excess-8 Notation หากนำค่าฐานสิบระบบ Excess-8 บวก ด้วยค่าคงที่ 8 จะได้ค่าฐานสิบในระบบ เลขฐานสอง จึงเรียกว่าระบบส่วนเกิน 8

การแปลงเลขฐานสองในระบบ Excess-n notation เป็นเลขฐานสิบ

Excess-4 notation (ฐานสองเป็นฐานสิบ) ค่าฐานสิบ (ระบบฐานสอง) – 4 เช่น 1102 (Excess-4 notation) = ?10 หาได้จาก 6 - 4 = 2 ดังนั้น 1102 (Excess-4 notation) = 210

Excess-4 notation (ฐานสองเป็นฐานสิบ) ตัวอย่าง 1112 (Excess-4 notation) = ?10 หาได้จาก 7 - 4 = 3 ดังนั้น 1112 (Excess-4 notation) = 310 0012 (Excess-4 notation) = ?10 หาได้จาก 1 - 4 = -3 ดังนั้น 0012 (Excess-4 notation) = -310 1012 (Excess-4 notation) = ?10 หาได้จาก 5 - 4 = 1 ดังนั้น 1012 (Excess-4 notation) = 110

Excess-8 notation (ฐานสองเป็นฐานสิบ) ค่าฐานสิบ (ระบบฐานสอง)– 8 เช่น 11012 (Excess-8 notation) = ?10 หาได้จาก 13 - 8 = 5 ดังนั้น 11012 (Excess-8 notation) = 510

Excess-8 notation (ฐานสองเป็นฐานสิบ) ตัวอย่าง 01112 (Excess-8 notation) = ?10 หาได้จาก 7 - 8 = -1 ดังนั้น 11112 (Excess-8 notation) = -110 10112 (Excess-8 notation) = ?10 หาได้จาก 11 -8 = 3 ดังนั้น 10012 (Excess-8 notation) = 310 10002 (Excess-8 notation) = ?10 หาได้จาก 8 - 8 = 0 ดังนั้น 10002 (Excess-8 notation) = 010= 010

Excess-16 notation (ฐานสองเป็นฐานสิบ) ค่าฐานสิบ (ระบบฐานสอง) – 16 เช่น 110012 (Excess-16 notation) = ?10 หาได้จาก 25 - 16 = 9 ดังนั้น 110012 (Excess-16 notation) = 910

Excess-16 notation (ฐานสองเป็นฐานสิบ) หาได้จาก 11 - 16 = -5 ดังนั้น 010112 (Excess-16 notation) = -510 101012 (Excess-16 notation) = ?10 หาได้จาก 21 - 16 = 5 ดังนั้น 101012 (Excess-16 notation) = 510 100002 (Excess-16 notation) = ?10 หาได้จาก 16 - 16 = 0 ดังนั้น 100002 (Excess-16 notation) = 010

Excess-n notation (ฐานสองเป็นฐานสิบ)

การแปลงเลขฐานสิบ เป็น เลขฐานสองในระบบ Excess-n notation

Excess-4 notation (ฐานสิบเป็นฐานสอง)

Excess-4 notation (ฐานสิบเป็นฐานสอง) ตัวอย่าง 310 = ?2(Excess-4 notation) หาได้จาก 3 + 4 = 710 = 1112 ดังนั้น 310 = 1112 (Excess-4 notation) -310 = ?2(Excess-4 notation) หาได้จาก -3 + 4 = 110 = 0012 ดังนั้น -310 = 0012 (Excess-4 notation) 110 = ?2(Excess-4 notation) หาได้จาก 1 + 4 = 510 = 1012 ดังนั้น 110 = 1012 (Excess-4 notation)

Excess-8 notation (ฐานสิบเป็นฐานสอง) หาได้จาก ค่าฐานสิบ (Excess-8) + 8 แล้วแปลงเป็นฐานสอง เช่น 510 = ?2(Excess-8 notation) หาได้จาก 5 + 8 = 13 = 11012 ดังนั้น 510 = 11012 (Excess-8 notation)

Excess-8 notation (ฐานสิบเป็นฐานสอง) ตัวอย่าง -110 = ?2(Excess-8 notation) หาได้จาก (-1) + 8 = 7 = 01112 ดังนั้น -110 = 01112 (Excess-8 notation) 310 = ?2(Excess-8 notation) หาได้จาก 3 + 8 = 11 = 10112 ดังนั้น 310 = 10112 (Excess-8 notation) 010 = ?2(Excess-8 notation) หาได้จาก 0 + 8 = 8 = 10002 ดังนั้น 010 = 10002 (Excess-8 notation)

Excess-16 notation (ฐานสิบเป็นฐานสอง) หาได้จาก 9 + 16 = 25 = 110012 ดังนั้น 910 = 110012 (Excess-16 notation)

Excess-16 notation (ฐานสิบเป็นฐานสอง) หาได้จาก -5 + 16 = 11 = 010112 ดังนั้น -510= 010112 (Excess-16 notation) 1310 = ?2(Excess-16 notation) หาได้จาก 13 + 16 = 29 = 111012 ดังนั้น 1310= 111012 (Excess-16 notation) 010 = ?2(Excess-16 notation) หาได้จาก 0 + 16 = 16 = 100002 ดังนั้น 1610= 100002 (Excess-16 notation)

Excess-n notation (ฐานสิบเป็นฐานสอง)

การจัดเก็บจำนวนจริงในระบบ Floating point number

จำนวนจริงในระบบ Floating point number ในปัจจุบันเครื่องคอมพิวเตอร์ส่วนใหญ่ จัดเก็บจำนวนจริงตามมาตรฐาน IEEE 754 ข้อมูลชนิด single precision เช่น ข้อมูล ชนิด float (32 บิต) ข้อมูลชนิด double precision เช่น ข้อมูล ชนิด double (64 บิต) ใช้เรียนมีขนาด 8 บิต เรียกว่า Microfloat ใช้เป็นตัวอย่างในการศึกษาเท่านั้น เพื่อให้ เข้าใจได้ง่ายไม่มีมาตรฐานใดๆรองรับ

จำนวนจริงในระบบ Floating point number ใช้หลักการเดียวกับตัวเลขทางวิทยาศาสตร์ (Science notation) มาตรฐาน (Normal form) ในการเขียนจะมี ตัวเลขหน้าจุด 1 ตัวและต้องไม่ใช่ศูนย์ เช่น 1.0 x 103 6.0235 x 1023 1.2 x 10-6 -3.45 x 102

จำนวนจริงในระบบ Floating point number สิ่งที่ควรจัดเก็บในคอมพิวเตอร์คือ เลขยก กำลัง และ ตัวเลขด้านหน้า เช่น 6.45 x 103 เลขยกกำลังคือ 3 เรียกว่า exponent ตัวเลขด้านหน้า คือ 6.45 เรียกว่า significand หรือ mantissa

จำนวนจริงในระบบ Floating point number Exponent (เลขยกกำลัง) เป็นได้ทั้ง บวกและลบ Significand (ตัวเลขด้านหน้า) เป็นได้ทั้งบวกและลบ

รูปแบบการจัดเก็บ Floating point number Sign bit (บิตเครื่องหมาย) 0 แทนจำนวนบวก 1 แทนจำนวนลบ Biased exponent (กำลังในระบบ Excess-n Notation) Significand

Biased exponent Biased exponent หรือเลขยกกำลัง เป็นจำนวนเต็ม ชนิดมีเครื่องหมาย (สามารถ เป็นได้ทั้งบวกและลบ) จะใช้วิธีการแทนด้วยระบบ Excess-n Notation ตัวอย่าง เลขฐานสอง (excess-4 notation) เริ่มจาก จำนวนลบที่น้อยที่สุด คือ 000 เพิ่มขึ้นทีละหนึ่งเรื่อยๆจนถึงจำนวนบวกมาก ที่สุด แต่เลขฐานสอง (2’complement) การ ปรับค่าระหว่างจำนวนลบและจำนวนบวกนั่น ทำได้ยาก ดังนั้นเลขยกกำลัง (exponent) จึงใช้ ระบบ Excess-n Notation ในการแทน เรียกว่า Biased exponent

Biased exponent

Microfloat ข้อมูลชนิด Microfloat คือจำนวนจริงที่จัดเก็บด้วย ระบบ Floating point number ที่ใช้ในการศึกษา ซึ่ง มีขนาด 8 บิต ตัวอย่าง 01101011 บิตที่มีนัยสำคัญสูงสุดเป็น 0 แสดงว่าเป็นจำนวน บวก Biased exponent เป็น 110 Significand เป็น 1011

การแปลงจำนวนจริงฐานสิบ เป็น Microfloat ฐานสอง

ตัวอย่างที่ 1 4.510  Microfloat2 ขั้นตอนที่ 1 แปลง จำนวนจริง10 เป็น จำนวนจริง2 410 = 1002 0.510 แปลงเป็นฐานสองได้ .5 x 2 = 1.00 เก็บ 1 .0 x 2 = 0.00 หยุด เรียงผลคูณหน้าจุดจากบนลงล่าง จะ ได้ 0.510 = 0.12 ดังนั้น 4.510 = 100.12

ตัวอย่างที่ 1 ขั้นตอนที่ 2 จัดให้อยู่ในรูป normal form โดยตัวเลขหลังจุดตัวแรกต้องเป็น 1 และ ไม่มีเลขตัวหน้าจุด (เป็นศูนย์) จาก 100.1 10.01 x 21 1.001 x 22 .1001 x 23 เป็น normal form แล้ว ดังนั้น significand คือ 1001 exponent คือ 3

ตัวอย่างที่ 1 ขั้นตอนที่ 3 แปลง exponent เป็น biased exponent (excess-4 notation) exponent คือ 310 แปลง เป็น biased exponent โดย 3 + 4 = 7 และ 710 = 1112 ดั้งนั้น biased exponent คือ 1112

ตัวอย่างที่ 1 สรุป เนื่องจาก 4.510 เป็นจำนวนบวก ฉะนั้นบิต เครื่องหมายคือ 0 biased exponent คือ 111 significand คือ 1001 ดังนั้น 4.510 = 011110012 (Microfloat)

ตัวอย่างที่ 2 0.7510  Microfloat2 ขั้นตอนที่ 1 แปลง จำนวนจริง10  จำนวนจริง2 0.7510 แปลงเป็นฐานสองได้ .75 x 2 = 1.50 เก็บ 1 .50 x 2 = 1.00 เก็บ 1 .00 x 2 = 0.00 หยุด เรียงผลคูณหน้าจุดจากบนลงล่าง จะ ได้ 0.7510 = 0.112 ดังนั้น 0.7510 = 0.112

ตัวอย่างที่ 2 ขั้นตอนที่ 2 จัดให้อยู่ในรูป normal form โดยตัวเลขหลังจุดตัวแรกต้องเป็น 1 และ ไม่มีเลขตัวหน้า (เป็นศูนย์) จาก 0.11 0.11 x 20 เป็น normal form แล้ว significand คือ 11 exponent คือ 0

ตัวอย่างที่ 2 ขั้นตอนที่ 3 แปลง exponent เป็น biased exponent (excess-4 notation) exponent คือ 0 แปลง เป็น biased exponent ได้จาก 0 + 4 = 4 และ 410 = 1002 ดังนั้น biased exponent คือ 100

ตัวอย่างที่ 2 สรุป เนื่องจาก 0.7510 เป็นจำนวนบวก บิต เครื่องหมายคือ 0 biased exponent คือ 100 significand คือ 11 เติม 0 ทางด้านขวามือ ให้ครบ 4 บิต จะได้ significand คือ 1100 ดังนั้น 0.7510 = 010011002 (microfloat)

ตัวอย่างที่ 3 -3.2510  Microfloat2 ขั้นตอนที่ 1 แปลง จำนวนจริง10  จำนวนจริง2 310 = 112 0.2510 แปลงเป็นฐานสองได้ .25 x 2 = 0.50 เก็บ 0 .50 x 2 = 1.00 เก็บ 1 .00 x 2 = 0.00 หยุด เรียงผลคูณหน้าจุดจากบนลงล่าง จะได้ 0.2510 = 0.012 ดังนั้น 3.2510 = 11.012

ตัวอย่างที่ 3 ขั้นตอนที่ 2 จัดให้อยู่ในรูป normal form โดยตัวเลขหลังจุดตัวแรกต้องเป็น 1 และ ไม่มีเลขตัวหน้า (เป็นศูนย์) จาก 11.012 1.101 x 21 .1101 x 22 0.1101 x 22 เป็น normal form แล้ว significand คือ 1101 exponent คือ 2

ตัวอย่างที่ 3 ขั้นตอนที่ 3 แปลง exponent เป็น biased exponent (excess-4 notation) exponent คือ 2 แปลง เป็น biased exponent ได้จาก 2 + 4 = 6 และ 610 = 1102 ดังนั้น biased exponent คือ 110

ตัวอย่างที่ 3 สรุป เนื่องจาก -3.2510 เป็นจำนวนลบ บิต เครื่องหมายคือ 1 biased exponent คือ 110 significand คือ 1101 ดังนั้น -3.2510 = 111011012 (Microfloat)

ตัวอย่างที่ 4 -0.37510  Microfloat2 ขั้นตอนที่ 1 แปลง จำนวนจริง10  จำนวนจริง2 0.37510 แปลงเป็นฐานสองได้ .375 x 2 = 0.75 เก็บ 0 .75 x 2 = 1.50 เก็บ 1 .50 x 2 = 1.00 เก็บ 1 .00 x 2 = 0.00 หยุด เรียงผลคูณหน้าจุดจากบนลงล่าง ดังนั้น 0.37510 = 0.0112

ตัวอย่างที่ 4 ขั้นตอนที่ 2 จัดให้อยู่ในรูป normal form โดยตัวเลขหลังจุดตัวแรกต้องเป็น 1 และ ไม่มีเลขตัวหน้า (เป็นศูนย์) จาก 0.011 0.11 x 2-1 เป็น normal form แล้ว significand คือ 11 exponent คือ -1

ตัวอย่างที่ 4 ขั้นตอนที่ 3 แปลง exponent เป็น biased exponent (excess-4 notation) exponent คือ -1 แปลง เป็น biased exponent ได้จาก (-1) + 4 = 3 และ 310 = 0112 ดังนั้น biased exponent คือ 011

ตัวอย่างที่ 4 สรุป เนื่องจาก -0.37510 เป็นจำนวนลบ บิต เครื่องหมายคือ 1 biased exponent คือ 011 significand คือ 11 เติม 0 ทางด้าน ขวามือให้ครบ 4 บิต ดังนั้น significand คือ 1100 ดังนั้น -0.37510 = 101111002 (Microfloat)

ตัวอย่างที่ 5 -0.5410  Microfloat2 ขั้นตอนที่ 1 แปลง จำนวนจริง10  จำนวนจริง2 0.5410 แปลงเป็นฐานสองได้ .54 x 2 = 1.08 เก็บ 1 .08 x 2 = 0.16 เก็บ 0 .16 x 2 = 0.32 เก็บ 0 .32 x 2 = 0.64 เก็บ 0 .64 x 2 = 1.28 เก็บ 1 .28 x 2 = 0.56 เก็บ 0 .56 x 2 = 1.12 เก็บ 1 … เรียงผลคูณหน้าจุดจากบนลงล่าง ดังนั้น 0.5410 ≈ 0.10001012

ตัวอย่างที่ 5 ขั้นตอนที่ 2 จัดให้อยู่ในรูป normal form โดยตัวเลขหลังจุดตัวแรกต้องเป็น 1 และ ไม่มีเลขตัวหน้า (เป็นศูนย์) จาก 0.1000101 0.1000101x 20 เป็น normal form แล้ว significand คือ 1000101 exponent คือ 0

ตัวอย่างที่ 5 ขั้นตอนที่ 3 แปลง exponent เป็น biased exponent (excess-4 notation) exponent คือ 0 แปลง เป็น biased exponent ได้จาก 0 + 4 = 4 และ 410 = 1002 ดังนั้น biased exponent คือ 100

ตัวอย่างที่ 5 สรุป เนื่องจาก -0.5410 เป็นจำนวนลบ บิต เครื่องหมายคือ 1 biased exponent คือ 100 significand คือ 1000101 แต่เนื่องจาก significand สามารถเก็บได้ 4 หลัก ดังนั้นจึงต้องตัดบิตทางด้านขวามือ ออกให้เหลือ 4 บิต จะได้ 1000 ดังนั้น -0.5410 = 110010002 (Microfloat)

การแปลง Microfloat ฐานสอง เป็น จำนวนจริงฐานสิบ

ตัวอย่างที่ 1 011110012 (Microfloat)  จำนวนจริง10 ขั้นตอนที่ 1 แยกองค์ประกอบ บิตเครื่องหมายเป็น 0 แสดงว่าเป็น จำนวนบวก biased exponent คือ 1112 significand คือ 10012

ตัวอย่างที่ 1 ขั้นตอนที่ 2 Biased exponent exponent = biased exponent – 4 exponent = 7 - 4 exponent = 3 ดังนั้น exponent คือ 310

ตัวอย่างที่ 1 ขั้นตอนที่ 3 Significand significand คือ 10012 .1001 x 23 1.001 x 22 10.01 x 21 100.1 x 20 << หยุด จำนวนจริงฐานสอง คือ 100.12

ตัวอย่างที่ 1 ขั้นตอนที่ 4 แปลงจำนวนจริงฐาน2  จำนวนจริงฐาน10 ขั้นตอนที่ 4 แปลงจำนวนจริงฐาน2  จำนวนจริงฐาน10 100.12 จำนวนจริงฐาน10 ค่าหน้าจุด 1002 = 410 ค่าหลังจุด 1 x 0.5 = 0.510 ดังนั้น 011110012 (Microfloat) = 4.510

ตัวอย่างที่ 2 101111002 (Microfloat)  จำนวนจริง10 ขั้นตอนที่ 1 แยกองค์ประกอบ บิตเครื่องหมายเป็น 1 แสดงว่าเป็น จำนวนลบ biased exponent คือ 0112 significand คือ 11002

ตัวอย่างที่ 2 ขั้นตอนที่ 2 Biased exponent exponent = biased exponent – 4 exponent = 3 - 4 exponent = -1 ดังนั้น exponent คือ -110

ตัวอย่างที่ 2 ขั้นตอนที่ 3 Significand significand คือ 11002 0.1100 x 2-1 0.01100 x 20 << หยุด จำนวนจริงฐานสอง คือ 0.011002

ตัวอย่างที่ 2 ขั้นตอนที่ 4 แปลงจำนวนจริงฐาน2  จำนวนจริงฐาน10 ขั้นตอนที่ 4 แปลงจำนวนจริงฐาน2  จำนวนจริงฐาน10 0.011002 จำนวนจริงฐาน10 ค่าหน้าจุด 02 = 010 ค่าหลังจุด (1 x 0.25) + (1 x 0.125) = 0.37510 เนื่องจาก บิตเครื่องหมายเป็น 1 ค่าที่ได้ จึงเป็นจำนวนลบ ดังนั้น 101111002 (Microfloat) = - 0.37510

ตัวอย่างที่ 3 001011002(Microfloat)  จำนวนจริง10 ขั้นตอนที่ 1 แยกองค์ประกอบ บิตเครื่องหมายเป็น 0 แสดงว่าเป็น จำนวนบวก biased exponent คือ 0102 significand คือ 11002

ตัวอย่างที่ 3 ขั้นตอนที่ 2 Biased exponent exponent = biased exponent – 4 exponent = 2 - 4 exponent = -2 ดังนั้น exponent คือ -210

ตัวอย่างที่ 3 ขั้นตอนที่ 3 significand significand คือ 11002 0.1100 x 2-2 0.01100 x 2-1 0.001100 x 20 << หยุด จำนวนจริงฐานสอง คือ 0.0011002

ตัวอย่างที่ 3 ขั้นตอนที่ 4 แปลงจำนวนจริงฐาน2  จำนวนจริงฐาน10 0.0011002  จำนวนจริงฐาน10 ค่าหน้าจุด 02 = 010 ค่าหลังจุด (1 x 0.125) + (1 x 0.0625) = 0.187510 เนื่องจาก บิตเครื่องหมายเป็น 0 ดังนั้นค่าที่ได้จึงเป็น จำนวนบวก ดังนั้น 001011002(Microfloat) = 0.187510

FLOAT ข้อมูลชนิด float ในภาษา C มีขนาด 32 บิต บิตเครื่องหมาย 1 บิต Biased exponent 8 บิต (excess 128 notation) Significand 23 บิต

Double ข้อมูลชนิด double ในภาษา C มีขนาด 64 บิต บิตเครื่องหมาย 1 บิต Biased exponent 11 บิต (excess 1024 notation) Significand 52 บิต

ปัญหาของ floating point number

Truncation error ความผิดพลาดที่เกิดจากการตัดจำนวนบิต ส่วนเกิน ตัวอย่าง 2.625 1. แปลงเป็นจำนวนจริงฐานสอง ได้ 10.101 2. จัดให้อยู่ในรูป normal form ได้ 0.10101 x 22 3. exponent คือ 2+4 = 6, biased exponent 610 = 1102 4. ดังนั้น 2.625 = 011010102(floating point)

Truncation error เมื่อแปลง 011010102(floating point) เป็นจำนวนจริง ฐานสิบ 1. Sign bit = 0, biased exponent = 110, significant = 1010 2. biased exponent 110 = 6, exponent = 6-4 = 2 3. จาก 0.1010 x 22 จะได้ 10.10 x 20 4. 10.102 = 2.510 ****จะเห็นว่าค่าที่ได้ไม่เท่ากับค่าเดิม

Truncation error ทำให้เกิดปัญหากับการคำนวณเลขใน ระบบ floating point ขนาด 8 บิต เช่น 2.50 + 0.125 + 0.125 2.50 + 0.125 = 2.625 แต่จัดเก็บได้แค่ 2.5 เมื่อนำ 2.5 + 0.125 = 2.625 ก็จะเกิดปัญหาเช่นเดิม คือ เก็บได้แค่ 2.5

Truncation error จากตัวอย่างเดิม 2.50 + 0.125 + 0.125 หากบวก 0.125 + 0.125 ก่อน จะได้ 0.25 เมื่อแปลงเป็นจำนวนจริงฐานสองได้ 0.01 ซึ่งสามารถจัดเก็บในระบบ floating point 8 บิตได้ คือ 00111000 จากนั้นนำ 0.25 + 2.50 จะได้ 2.75 เมื่อแปลงเป็นจำนวนจริงฐานสองได้ 10.11 ซึ่งสามารถจัดเก็บในระบบ floating point 8 บิตได้ คือ 01101011

Truncation error ดังนั้นในกรณีที่ต้องการความแม่นยำสูงใน การคำนวณตัวเลขในระบบ floating point ควรดำเนินการบวกค่าที่มีจำนวนน้อยเข้า กันก่อน จากนั้นจึงค่อยนำไปรวมเข้ากับ จำนวนขนาดใหญ่ ทำให้ช่วยลดความผิดพลาดในการคำนวณ ลงได้

การเท่ากันของ floating point number ถ้าประกาศตัวแปร float x, y; If(x==y) โอกาสที่เงื่อนไขจะเป็นจริง น้อย เนื่องจากทั้ง 32 บิตจะต้อง เหมือนกันทุกบิต เพราะฉะนั้นในการเปรียบเทียบ เรา ต้องกำหนดให้ x กับ y ต่างกันแค่ไหนที่ เราจะยอมรับให้เป็นตัวเดียวกัน fabs(x-y) < 0.0001 ถือว่าเท่ากันแล้ว ขึ้นอยู่กับงานของเราว่าต้องการมาก น้อยแค่ไหน