3,141 592 741 012 573 242 071 scris ca binar pe 64 biți, precizie dublă, virgulă mobilă în standard IEEE 754

Scriere 3,141 592 741 012 573 242 071(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
3,141 592 741 012 573 242 071(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: 0,141 592 741 012 573 242 071.

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) 0,141 592 741 012 573 242 071 × 2 = 0 + 0,283 185 482 025 146 484 142;
  • 2) 0,283 185 482 025 146 484 142 × 2 = 0 + 0,566 370 964 050 292 968 284;
  • 3) 0,566 370 964 050 292 968 284 × 2 = 1 + 0,132 741 928 100 585 936 568;
  • 4) 0,132 741 928 100 585 936 568 × 2 = 0 + 0,265 483 856 201 171 873 136;
  • 5) 0,265 483 856 201 171 873 136 × 2 = 0 + 0,530 967 712 402 343 746 272;
  • 6) 0,530 967 712 402 343 746 272 × 2 = 1 + 0,061 935 424 804 687 492 544;
  • 7) 0,061 935 424 804 687 492 544 × 2 = 0 + 0,123 870 849 609 374 985 088;
  • 8) 0,123 870 849 609 374 985 088 × 2 = 0 + 0,247 741 699 218 749 970 176;
  • 9) 0,247 741 699 218 749 970 176 × 2 = 0 + 0,495 483 398 437 499 940 352;
  • 10) 0,495 483 398 437 499 940 352 × 2 = 0 + 0,990 966 796 874 999 880 704;
  • 11) 0,990 966 796 874 999 880 704 × 2 = 1 + 0,981 933 593 749 999 761 408;
  • 12) 0,981 933 593 749 999 761 408 × 2 = 1 + 0,963 867 187 499 999 522 816;
  • 13) 0,963 867 187 499 999 522 816 × 2 = 1 + 0,927 734 374 999 999 045 632;
  • 14) 0,927 734 374 999 999 045 632 × 2 = 1 + 0,855 468 749 999 998 091 264;
  • 15) 0,855 468 749 999 998 091 264 × 2 = 1 + 0,710 937 499 999 996 182 528;
  • 16) 0,710 937 499 999 996 182 528 × 2 = 1 + 0,421 874 999 999 992 365 056;
  • 17) 0,421 874 999 999 992 365 056 × 2 = 0 + 0,843 749 999 999 984 730 112;
  • 18) 0,843 749 999 999 984 730 112 × 2 = 1 + 0,687 499 999 999 969 460 224;
  • 19) 0,687 499 999 999 969 460 224 × 2 = 1 + 0,374 999 999 999 938 920 448;
  • 20) 0,374 999 999 999 938 920 448 × 2 = 0 + 0,749 999 999 999 877 840 896;
  • 21) 0,749 999 999 999 877 840 896 × 2 = 1 + 0,499 999 999 999 755 681 792;
  • 22) 0,499 999 999 999 755 681 792 × 2 = 0 + 0,999 999 999 999 511 363 584;
  • 23) 0,999 999 999 999 511 363 584 × 2 = 1 + 0,999 999 999 999 022 727 168;
  • 24) 0,999 999 999 999 022 727 168 × 2 = 1 + 0,999 999 999 998 045 454 336;
  • 25) 0,999 999 999 998 045 454 336 × 2 = 1 + 0,999 999 999 996 090 908 672;
  • 26) 0,999 999 999 996 090 908 672 × 2 = 1 + 0,999 999 999 992 181 817 344;
  • 27) 0,999 999 999 992 181 817 344 × 2 = 1 + 0,999 999 999 984 363 634 688;
  • 28) 0,999 999 999 984 363 634 688 × 2 = 1 + 0,999 999 999 968 727 269 376;
  • 29) 0,999 999 999 968 727 269 376 × 2 = 1 + 0,999 999 999 937 454 538 752;
  • 30) 0,999 999 999 937 454 538 752 × 2 = 1 + 0,999 999 999 874 909 077 504;
  • 31) 0,999 999 999 874 909 077 504 × 2 = 1 + 0,999 999 999 749 818 155 008;
  • 32) 0,999 999 999 749 818 155 008 × 2 = 1 + 0,999 999 999 499 636 310 016;
  • 33) 0,999 999 999 499 636 310 016 × 2 = 1 + 0,999 999 998 999 272 620 032;
  • 34) 0,999 999 998 999 272 620 032 × 2 = 1 + 0,999 999 997 998 545 240 064;
  • 35) 0,999 999 997 998 545 240 064 × 2 = 1 + 0,999 999 995 997 090 480 128;
  • 36) 0,999 999 995 997 090 480 128 × 2 = 1 + 0,999 999 991 994 180 960 256;
  • 37) 0,999 999 991 994 180 960 256 × 2 = 1 + 0,999 999 983 988 361 920 512;
  • 38) 0,999 999 983 988 361 920 512 × 2 = 1 + 0,999 999 967 976 723 841 024;
  • 39) 0,999 999 967 976 723 841 024 × 2 = 1 + 0,999 999 935 953 447 682 048;
  • 40) 0,999 999 935 953 447 682 048 × 2 = 1 + 0,999 999 871 906 895 364 096;
  • 41) 0,999 999 871 906 895 364 096 × 2 = 1 + 0,999 999 743 813 790 728 192;
  • 42) 0,999 999 743 813 790 728 192 × 2 = 1 + 0,999 999 487 627 581 456 384;
  • 43) 0,999 999 487 627 581 456 384 × 2 = 1 + 0,999 998 975 255 162 912 768;
  • 44) 0,999 998 975 255 162 912 768 × 2 = 1 + 0,999 997 950 510 325 825 536;
  • 45) 0,999 997 950 510 325 825 536 × 2 = 1 + 0,999 995 901 020 651 651 072;
  • 46) 0,999 995 901 020 651 651 072 × 2 = 1 + 0,999 991 802 041 303 302 144;
  • 47) 0,999 991 802 041 303 302 144 × 2 = 1 + 0,999 983 604 082 606 604 288;
  • 48) 0,999 983 604 082 606 604 288 × 2 = 1 + 0,999 967 208 165 213 208 576;
  • 49) 0,999 967 208 165 213 208 576 × 2 = 1 + 0,999 934 416 330 426 417 152;
  • 50) 0,999 934 416 330 426 417 152 × 2 = 1 + 0,999 868 832 660 852 834 304;
  • 51) 0,999 868 832 660 852 834 304 × 2 = 1 + 0,999 737 665 321 705 668 608;
  • 52) 0,999 737 665 321 705 668 608 × 2 = 1 + 0,999 475 330 643 411 337 216;
  • 53) 0,999 475 330 643 411 337 216 × 2 = 1 + 0,998 950 661 286 822 674 432;

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:


0,141 592 741 012 573 242 071(10) =


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

5. Numărul pozitiv înainte de normalizare:

3,141 592 741 012 573 242 071(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:


3,141 592 741 012 573 242 071(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 3,141 592 741 012 573 242 071 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