浮動小数点数

学習の目的

  • 浮動小数点数とは何かを理解する

コンピュータで表現できる桁数は「有限」です。その中でもたくさんの桁を記録できるように工夫が行われています。

浮動小数点数も、その工夫の一つなんです。

正規化

数値を浮動小数点数の形式に変化させることを、正規化と言います。

正規化を行うことで、桁数の多い数を、少ない桁数で、表現できます。

桁数が多いと、よくないんですか?

桁数が多いと、計算が大変です。でも、どうしても桁数の多い数を扱わなければいけない時もあります。

例えば・・・

宇宙開発

火星までの距離 = 約225,000,000km

誤差修正のための、エンジン起動時間 = 約0.00025秒


科学技術

電磁波の波長 = 0.0000006m

電磁波の周波数 = 500,000,000,000,000Hz

目が眩みそうですね。

0が多いと数えるのも大変ですよね。でも、これならどうでしょうか?

宇宙開発

火星までの距離 = 約 0.225 × 109km

誤差修正のための、エンジン起動時間 = 約0.25 × 10-3秒


科学技術

電磁波の波長 = 0.6 × 10-6m

電磁波の周波数 = 0.5 × 1015 Hz

桁数が減りましたね。でも、その後に10の何乗かをかけて、調整しているんですね。

このように、正規化を行うことで、コンピュータが記憶できる容量を減らすことができ、結果的に計算の精度が上がるんです。

正規化の手順について、以下の動画で学びましょう。

仮数(かすう)と基数(きすう)と指数(しすう)か、ちゃんと覚えないとだね。

基数は、10進数なら10、2進数なら2なので、進数によって決まるものだと思ってください。

じゃあ、気を付けるのは仮数と指数か。

では、次の動画で具体的な数を正規化してみましょう。

桁数の多い数が、コンパクトにまとまったぞ!!

これが正規化なんだね。実際に数字で見るとわかりやすいね。

では、次は小さい値についてみてみましょう。

なるほど。大きい値や小さい値は、指数を見ればわかるんだね。

そうなんです。そして、この正規化した形を浮動小数点数というんですよ。

わかりました!!

正規化をやってみよう。

問題の10進数を、正規化し、仮数と指数を求めましょう。

仮数は、整数が0、小数第1位が0以外になるようにしてください。

なお、10進数なので、基数は10となります。

問題1 123000

問題2 0.0009

問題3 42.195

答えを表示

問題1

仮数 = 0.123

指数 = 6

問題2

仮数 = 0.9

指数 = -3

問題3

仮数 = 0.42195

指数 = 2

正規化はできるようになりましたか?

情 報 こ と ば キ ー ワ ー ド

正規化

数値を、「仮数 × 基数指数」の形に変えること。

浮動小数点表現

数値を正規化し、仮数と指数と基数で数値を表現すること。

次は、コンピュータが2進数で浮動小数点表現を記録する方法を学びます。

Well done!

次のステップに進みましょう!

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