3,141 592 741 012 573 242 029 scris ca binar pe 64 biți, precizie dublă, virgulă mobilă în standard IEEE 754

Scriere 3,141 592 741 012 573 242 029(10) din zecimal în binar pe 64 de biți, precizie dublă, în virgulă mobilă în standard IEEE 754 (1 bit pentru semn, 11 biți pentru exponent, 52 de biți pentru mantisă)

Care sunt pașii pentru a scrie numărul
3,141 592 741 012 573 242 029(10) din zecimal în binar în reprezentarea pe 64 biți, precizie dublă, în virgulă mobilă în standard IEEE 754 (1 bit pentru semn, 11 biți pentru exponent, 52 de biți pentru mantisă)

1. Întâi convertește în binar (în baza 2) partea întreagă: 3.
Împarte numărul în mod repetat la 2.

Notăm mai jos, în ordine, fiecare rest al împărțirilor.

Ne oprim când obținem un cât egal cu zero.


  • împărțire = cât + rest;
  • 3 : 2 = 1 + 1;
  • 1 : 2 = 0 + 1;

2. Construiește reprezentarea în baza 2 a părții întregi a numărului.

Ia fiecare rest al împărțirilor începând din partea de jos a listei construite mai sus.

3(10) =


11(2)


3. Convertește în binar (baza 2) partea fracționară: 0,141 592 741 012 573 242 029.

Înmulțește numărul în mod repetat cu 2.


Notăm mai jos fiecare parte întreagă a înmulțirilor.


Ne oprim când obținem o parte fracționară egală cu zero.


  • #) înmulțire = întreg + fracționar;
  • 1) 0,141 592 741 012 573 242 029 × 2 = 0 + 0,283 185 482 025 146 484 058;
  • 2) 0,283 185 482 025 146 484 058 × 2 = 0 + 0,566 370 964 050 292 968 116;
  • 3) 0,566 370 964 050 292 968 116 × 2 = 1 + 0,132 741 928 100 585 936 232;
  • 4) 0,132 741 928 100 585 936 232 × 2 = 0 + 0,265 483 856 201 171 872 464;
  • 5) 0,265 483 856 201 171 872 464 × 2 = 0 + 0,530 967 712 402 343 744 928;
  • 6) 0,530 967 712 402 343 744 928 × 2 = 1 + 0,061 935 424 804 687 489 856;
  • 7) 0,061 935 424 804 687 489 856 × 2 = 0 + 0,123 870 849 609 374 979 712;
  • 8) 0,123 870 849 609 374 979 712 × 2 = 0 + 0,247 741 699 218 749 959 424;
  • 9) 0,247 741 699 218 749 959 424 × 2 = 0 + 0,495 483 398 437 499 918 848;
  • 10) 0,495 483 398 437 499 918 848 × 2 = 0 + 0,990 966 796 874 999 837 696;
  • 11) 0,990 966 796 874 999 837 696 × 2 = 1 + 0,981 933 593 749 999 675 392;
  • 12) 0,981 933 593 749 999 675 392 × 2 = 1 + 0,963 867 187 499 999 350 784;
  • 13) 0,963 867 187 499 999 350 784 × 2 = 1 + 0,927 734 374 999 998 701 568;
  • 14) 0,927 734 374 999 998 701 568 × 2 = 1 + 0,855 468 749 999 997 403 136;
  • 15) 0,855 468 749 999 997 403 136 × 2 = 1 + 0,710 937 499 999 994 806 272;
  • 16) 0,710 937 499 999 994 806 272 × 2 = 1 + 0,421 874 999 999 989 612 544;
  • 17) 0,421 874 999 999 989 612 544 × 2 = 0 + 0,843 749 999 999 979 225 088;
  • 18) 0,843 749 999 999 979 225 088 × 2 = 1 + 0,687 499 999 999 958 450 176;
  • 19) 0,687 499 999 999 958 450 176 × 2 = 1 + 0,374 999 999 999 916 900 352;
  • 20) 0,374 999 999 999 916 900 352 × 2 = 0 + 0,749 999 999 999 833 800 704;
  • 21) 0,749 999 999 999 833 800 704 × 2 = 1 + 0,499 999 999 999 667 601 408;
  • 22) 0,499 999 999 999 667 601 408 × 2 = 0 + 0,999 999 999 999 335 202 816;
  • 23) 0,999 999 999 999 335 202 816 × 2 = 1 + 0,999 999 999 998 670 405 632;
  • 24) 0,999 999 999 998 670 405 632 × 2 = 1 + 0,999 999 999 997 340 811 264;
  • 25) 0,999 999 999 997 340 811 264 × 2 = 1 + 0,999 999 999 994 681 622 528;
  • 26) 0,999 999 999 994 681 622 528 × 2 = 1 + 0,999 999 999 989 363 245 056;
  • 27) 0,999 999 999 989 363 245 056 × 2 = 1 + 0,999 999 999 978 726 490 112;
  • 28) 0,999 999 999 978 726 490 112 × 2 = 1 + 0,999 999 999 957 452 980 224;
  • 29) 0,999 999 999 957 452 980 224 × 2 = 1 + 0,999 999 999 914 905 960 448;
  • 30) 0,999 999 999 914 905 960 448 × 2 = 1 + 0,999 999 999 829 811 920 896;
  • 31) 0,999 999 999 829 811 920 896 × 2 = 1 + 0,999 999 999 659 623 841 792;
  • 32) 0,999 999 999 659 623 841 792 × 2 = 1 + 0,999 999 999 319 247 683 584;
  • 33) 0,999 999 999 319 247 683 584 × 2 = 1 + 0,999 999 998 638 495 367 168;
  • 34) 0,999 999 998 638 495 367 168 × 2 = 1 + 0,999 999 997 276 990 734 336;
  • 35) 0,999 999 997 276 990 734 336 × 2 = 1 + 0,999 999 994 553 981 468 672;
  • 36) 0,999 999 994 553 981 468 672 × 2 = 1 + 0,999 999 989 107 962 937 344;
  • 37) 0,999 999 989 107 962 937 344 × 2 = 1 + 0,999 999 978 215 925 874 688;
  • 38) 0,999 999 978 215 925 874 688 × 2 = 1 + 0,999 999 956 431 851 749 376;
  • 39) 0,999 999 956 431 851 749 376 × 2 = 1 + 0,999 999 912 863 703 498 752;
  • 40) 0,999 999 912 863 703 498 752 × 2 = 1 + 0,999 999 825 727 406 997 504;
  • 41) 0,999 999 825 727 406 997 504 × 2 = 1 + 0,999 999 651 454 813 995 008;
  • 42) 0,999 999 651 454 813 995 008 × 2 = 1 + 0,999 999 302 909 627 990 016;
  • 43) 0,999 999 302 909 627 990 016 × 2 = 1 + 0,999 998 605 819 255 980 032;
  • 44) 0,999 998 605 819 255 980 032 × 2 = 1 + 0,999 997 211 638 511 960 064;
  • 45) 0,999 997 211 638 511 960 064 × 2 = 1 + 0,999 994 423 277 023 920 128;
  • 46) 0,999 994 423 277 023 920 128 × 2 = 1 + 0,999 988 846 554 047 840 256;
  • 47) 0,999 988 846 554 047 840 256 × 2 = 1 + 0,999 977 693 108 095 680 512;
  • 48) 0,999 977 693 108 095 680 512 × 2 = 1 + 0,999 955 386 216 191 361 024;
  • 49) 0,999 955 386 216 191 361 024 × 2 = 1 + 0,999 910 772 432 382 722 048;
  • 50) 0,999 910 772 432 382 722 048 × 2 = 1 + 0,999 821 544 864 765 444 096;
  • 51) 0,999 821 544 864 765 444 096 × 2 = 1 + 0,999 643 089 729 530 888 192;
  • 52) 0,999 643 089 729 530 888 192 × 2 = 1 + 0,999 286 179 459 061 776 384;
  • 53) 0,999 286 179 459 061 776 384 × 2 = 1 + 0,998 572 358 918 123 552 768;

Nicio parte fracționară egală cu zero n-a fost obținută. Însă am efectuat un număr suficient de iterații (peste limita de Mantisă) și am obținut măcar o parte întreagă diferită de zero => STOP (Pierdem din precizie - numărul convertit pe care îl vom obține în final va fi doar o foarte bună aproximare a celui inițial).


4. Construiește reprezentarea în baza 2 a părții fracționare a numărului.

Ia fiecare parte întreagă a rezultatelor înmulțirilor, începând din partea de sus a listei construite:


0,141 592 741 012 573 242 029(10) =


0,0010 0100 0011 1111 0110 1011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1(2)

5. Numărul pozitiv înainte de normalizare:

3,141 592 741 012 573 242 029(10) =


11,0010 0100 0011 1111 0110 1011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1(2)

6. Normalizează reprezentarea binară a numărului.

Mută virgula cu 1 poziții la stânga, astfel încât partea întreagă a acestuia să aibă un singur bit, diferit de 0:


3,141 592 741 012 573 242 029(10) =


11,0010 0100 0011 1111 0110 1011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1(2) =


11,0010 0100 0011 1111 0110 1011 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1(2) × 20 =


1,1001 0010 0001 1111 1011 0101 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 11(2) × 21


7. Până la acest moment avem următoarele elemente ce vor alcătui numărul binar în reprezentare IEEE 754, precizie dublă (64 biți):

Semn 0 (un număr pozitiv)


Exponent (neajustat): 1


Mantisă (nenormalizată):
1,1001 0010 0001 1111 1011 0101 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 11


8. Ajustează exponentul.

Folosește reprezentarea deplasată pe 11 biți:


Exponent (ajustat) =


Exponent (neajustat) + 2(11-1) - 1 =


1 + 2(11-1) - 1 =


(1 + 1 023)(10) =


1 024(10)


9. Convertește exponentul ajustat din zecimal (baza 10) în binar pe 11 biți.

Folosește din nou tehnica împărțirii repetate la 2:


  • împărțire = cât + rest;
  • 1 024 : 2 = 512 + 0;
  • 512 : 2 = 256 + 0;
  • 256 : 2 = 128 + 0;
  • 128 : 2 = 64 + 0;
  • 64 : 2 = 32 + 0;
  • 32 : 2 = 16 + 0;
  • 16 : 2 = 8 + 0;
  • 8 : 2 = 4 + 0;
  • 4 : 2 = 2 + 0;
  • 2 : 2 = 1 + 0;
  • 1 : 2 = 0 + 1;

10. Construiește reprezentarea în baza 2 a exponentului ajustat.

Ia fiecare rest al împărțirilor începând din partea de jos a listei construite mai sus.


Exponent (ajustat) =


1024(10) =


100 0000 0000(2)


11. Normalizează mantisa.

a) Renunță la primul bit, cel mai din stânga, care e întotdeauna 1, și la separatorul zecimal, dacă e cazul.


b) Ajustează-i lungimea la 52 biți, prin renunțarea la biții în exces, din dreapta (dacă măcar unul din acești biți în exces e setat pe 1, se pierde din precizie...).


Mantisă (normalizată) =


1. 1001 0010 0001 1111 1011 0101 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111 11 =


1001 0010 0001 1111 1011 0101 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111


12. Cele trei elemente care alcătuiesc reprezentarea numărului în sistem binar pe 64 de biți, precizie dublă, în virgulă mobilă în standard IEEE 754:

Semn (1 bit) =
0 (un număr pozitiv)


Exponent (11 biți) =
100 0000 0000


Mantisă (52 biți) =
1001 0010 0001 1111 1011 0101 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111


Numărul zecimal 3,141 592 741 012 573 242 029 scris în binar în representarea pe 64 biți, precizie dublă, în virgulă mobilă în standard IEEE 754:

0 - 100 0000 0000 - 1001 0010 0001 1111 1011 0101 1111 1111 1111 1111 1111 1111 1111


Cum să convertești numere zecimale din sistem zecimal (baza 10) în sistem binar în virgulă mobilă în reprezentarea IEEE 754, precizie dublă pe 64 de biți

Urmează pașii de mai jos pentru a converti un număr zecimal (cu virgulă) din baza zece în sistem binar în virgulă mobilă în reprezentarea IEEE 754, precizie dublă pe 64 de biți:

  • 1. Dacă numărul de convertit e negativ, începe cu versiunea pozitivă a numărului.
  • 2. Convertește întâi partea întreagă, împarte în mod repetat la 2 reprezentarea pozitivă a numărului întreg cu semn care trebuie convertit în sistem binar, ținând minte fiecare rest al împărțirilor. Atunci când găsim un CÂT care e egal cu ZERO => STOP
  • 3. Construiește apoi reprezentarea în baza 2 a părții întregi a numărului, luând fiecare rest al împărțirilor efectuate, începând din partea de jos a listei construite mai sus. Astfel, ultimul rest al împărțirilor de la punctul de mai sus devine primul simbol (situat cel mai la stânga) al numărului în baza doi, în timp ce primul rest devine ultimul simbol (situat cel mai la dreapta).
  • 4. Convertește apoi partea fracționară. Înmulțește partea fracționara în mod repetat cu 2, până se obține o parte fracționară egală cu zero, ținând minte fiecare parte întreagă a înmulțirilor.
  • 5. Construiește reprezentarea în baza 2 a părții fracționare a numărului, luând fiecare parte întreagă a rezultatelor înmulțirilor efectuate, începând din partea de sus a listei construite mai sus (se iau părțile întregi în ordinea în care au fost obținute).
  • 6. Normalizează reprezentarea binară a numărului, mutând virgula cu "n" poziții fie la stânga, fie la dreapta, astfel încât partea întreagă a numărului binar să aibă un singur bit, diferit de '0' (la stânga semnului zecimal să rămână un singur simbol, egal cu 1).
  • 7. Ajustează exponentul folosind reprezentarea deplasată pe 11 biți apoi convertește-l din zecimal (baza 10) în binar pe 11 biți, folosind tehnica împărțirii repetate la 2, așa cum am mai arătat mai sus:
    Exponent (ajustat) = Exponent (neajustat) + 2(11-1) - 1;
  • 8. Normalizează mantisa, renunțând la primul bit (cel mai din stânga), care este întotdeauna '1' (și la semnul zecimal, dacă e cazul) și ajustându-i lungimea, la 52 biți, fie renunțând la biții în exces din dreapta (pierzând precizie...), fie adaugând tot la dreapta biți setați pe '0'.
  • Semnul (ocupă 1 bit) e egal fie cu 1, dacă e număr negativ, fie cu 0, dacă e număr pozitiv.

Exemplu: convertește numărul negativ -31,640 215 din sistem zecimal (baza zece) în sistem binar în virgulă mobilă în reprezentarea IEEE 754, precizie dublă pe 64 de biți:

  • 1. Începe cu versiunea pozitivă a numărului:

    |-31,640 215| = 31,640 215;

  • 2. Convertește întâi partea întreagă, 31. Împarte numărul 31 în mod repetat la 2, ținând minte fiecare rest al împărțirilor, până obținem un cât care este egal cu zero:
    • împărțire = cât + rest;
    • 31 : 2 = 15 + 1;
    • 15 : 2 = 7 + 1;
    • 7 : 2 = 3 + 1;
    • 3 : 2 = 1 + 1;
    • 1 : 2 = 0 + 1;
    • Am obținut un cât care este egal cu ZERO => STOP
  • 3. Construiește reprezentarea în baza 2 a părții întregi a numărului, luând fiecare rest al împărțirilor începând din partea de jos a listei construite mai sus:

    31(10) = 1 1111(2)

  • 4. Convertește apoi partea fracționară 0,640 215. Înmulțește în mod repetat cu 2, ținând minte fiecare parte întreagă a înmulțirilor, până obținem o parte fracționară egală cu zero:
    • #) înmulțire = întreg + fracționar;
    • 1) 0,640 215 × 2 = 1 + 0,280 43;
    • 2) 0,280 43 × 2 = 0 + 0,560 86;
    • 3) 0,560 86 × 2 = 1 + 0,121 72;
    • 4) 0,121 72 × 2 = 0 + 0,243 44;
    • 5) 0,243 44 × 2 = 0 + 0,486 88;
    • 6) 0,486 88 × 2 = 0 + 0,973 76;
    • 7) 0,973 76 × 2 = 1 + 0,947 52;
    • 8) 0,947 52 × 2 = 1 + 0,895 04;
    • 9) 0,895 04 × 2 = 1 + 0,790 08;
    • 10) 0,790 08 × 2 = 1 + 0,580 16;
    • 11) 0,580 16 × 2 = 1 + 0,160 32;
    • 12) 0,160 32 × 2 = 0 + 0,320 64;
    • 13) 0,320 64 × 2 = 0 + 0,641 28;
    • 14) 0,641 28 × 2 = 1 + 0,282 56;
    • 15) 0,282 56 × 2 = 0 + 0,565 12;
    • 16) 0,565 12 × 2 = 1 + 0,130 24;
    • 17) 0,130 24 × 2 = 0 + 0,260 48;
    • 18) 0,260 48 × 2 = 0 + 0,520 96;
    • 19) 0,520 96 × 2 = 1 + 0,041 92;
    • 20) 0,041 92 × 2 = 0 + 0,083 84;
    • 21) 0,083 84 × 2 = 0 + 0,167 68;
    • 22) 0,167 68 × 2 = 0 + 0,335 36;
    • 23) 0,335 36 × 2 = 0 + 0,670 72;
    • 24) 0,670 72 × 2 = 1 + 0,341 44;
    • 25) 0,341 44 × 2 = 0 + 0,682 88;
    • 26) 0,682 88 × 2 = 1 + 0,365 76;
    • 27) 0,365 76 × 2 = 0 + 0,731 52;
    • 28) 0,731 52 × 2 = 1 + 0,463 04;
    • 29) 0,463 04 × 2 = 0 + 0,926 08;
    • 30) 0,926 08 × 2 = 1 + 0,852 16;
    • 31) 0,852 16 × 2 = 1 + 0,704 32;
    • 32) 0,704 32 × 2 = 1 + 0,408 64;
    • 33) 0,408 64 × 2 = 0 + 0,817 28;
    • 34) 0,817 28 × 2 = 1 + 0,634 56;
    • 35) 0,634 56 × 2 = 1 + 0,269 12;
    • 36) 0,269 12 × 2 = 0 + 0,538 24;
    • 37) 0,538 24 × 2 = 1 + 0,076 48;
    • 38) 0,076 48 × 2 = 0 + 0,152 96;
    • 39) 0,152 96 × 2 = 0 + 0,305 92;
    • 40) 0,305 92 × 2 = 0 + 0,611 84;
    • 41) 0,611 84 × 2 = 1 + 0,223 68;
    • 42) 0,223 68 × 2 = 0 + 0,447 36;
    • 43) 0,447 36 × 2 = 0 + 0,894 72;
    • 44) 0,894 72 × 2 = 1 + 0,789 44;
    • 45) 0,789 44 × 2 = 1 + 0,578 88;
    • 46) 0,578 88 × 2 = 1 + 0,157 76;
    • 47) 0,157 76 × 2 = 0 + 0,315 52;
    • 48) 0,315 52 × 2 = 0 + 0,631 04;
    • 49) 0,631 04 × 2 = 1 + 0,262 08;
    • 50) 0,262 08 × 2 = 0 + 0,524 16;
    • 51) 0,524 16 × 2 = 1 + 0,048 32;
    • 52) 0,048 32 × 2 = 0 + 0,096 64;
    • 53) 0,096 64 × 2 = 0 + 0,193 28;
    • Nicio parte fracționară egală cu zero n-a fost obținută prin calcule. Însă am efectuat un număr suficient de iterații (peste limita de Mantisă = 52) și a fost calculată măcar o parte întreagă diferită de zero => STOP (pierzând precizie...).
  • 5. Construiește reprezentarea în baza 2 a părții fracționare a numărului, luând fiecare parte întreagă a rezultatelor înmulțirilor efectuate anterior, începând din partea de sus a listei construite:

    0,640 215(10) = 0,1010 0011 1110 0101 0010 0001 0101 0111 0110 1000 1001 1100 1010 0(2)

  • 6. Recapitulare - numărul pozitiv înainte de normalizare:

    31,640 215(10) = 1 1111,1010 0011 1110 0101 0010 0001 0101 0111 0110 1000 1001 1100 1010 0(2)

  • 7. Normalizează reprezentarea binară a numărului, mutând virgula cu 4 poziții la stânga astfel încât partea întreagă a acestuia să aibă un singur bit, diferit de '0':

    31,640 215(10) =
    1 1111,1010 0011 1110 0101 0010 0001 0101 0111 0110 1000 1001 1100 1010 0(2) =
    1 1111,1010 0011 1110 0101 0010 0001 0101 0111 0110 1000 1001 1100 1010 0(2) × 20 =
    1,1111 1010 0011 1110 0101 0010 0001 0101 0111 0110 1000 1001 1100 1010 0(2) × 24

  • 8. Până la acest moment avem următoarele elemente ce vor alcătui numărul binar în reprezentare IEEE 754, precizie dublă (64 biți):

    Semn: 1 (număr negativ);

    Exponent (neajustat): 4;

    Mantisă (nenormalizată): 1,1111 1010 0011 1110 0101 0010 0001 0101 0111 0110 1000 1001 1100 1010 0;

  • 9. Ajustează exponentul folosind reprezentarea deplasată pe 11 biți apoi convertește-l din zecimal (baza 10) în binar pe 11 biți, folosind tehnica împărțirii repetate la 2, așa cum am mai arătat mai sus:

    Exponent (ajustat) = Exponent (neajustat) + 2(11-1) - 1 = (4 + 1023)(10) = 1027(10) =
    100 0000 0011(2)

  • 10. Normalizează mantisa, renunțând la primul bit (cel mai din stânga), care e întotdeauna '1' (și la semnul zecimal) și ajustându-i lungimea, la 52 biți, prin renunțarea la biții în exces, din dreapta (pierzând precizie...):

    Mantisă (nenormalizată): 1,1111 1010 0011 1110 0101 0010 0001 0101 0111 0110 1000 1001 1100 1010 0

    Mantisă (normalizată): 1111 1010 0011 1110 0101 0010 0001 0101 0111 0110 1000 1001 1100

  • Concluzia:

    Semn (1 bit) = 1 (număr negativ)

    Exponent (11 biți) = 100 0000 0011

    Mantisă (52 biți) = 1111 1010 0011 1110 0101 0010 0001 0101 0111 0110 1000 1001 1100

  • Numărul -31,640 215, zecimal, convertit din sistem zecimal (baza 10) în binar pe 64 de biți, precizie dublă, în virgulă mobilă în standard IEEE 754 este:
    1 - 100 0000 0011 - 1111 1010 0011 1110 0101 0010 0001 0101 0111 0110 1000 1001 1100