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1.1 Zahldarstellungen – Teil II

  Anzahl der nichtnegativen
Fixpunktzahlen
bn+k verschiedene
(n Vorkommastellen, k Nachkommastellen)

 

Rechner

physikalisch ist b = 2 sinnvoll

Logisch ist auch b = 16, b = 32, b = 64 verbreitet.

 

Konvertierung Binärsystemkonvertieren inDezimalsystemkonvertieren inBinärsystemkonvertieren inDezimalsystem und wieder zurück...
zeitaufwendig
fehlerträchtig

Ausweg: Bringe dem Rechner dezimales Rechnen bei!
Idee: 4-Bit-Einheit, also 0 – 15, benutze nur 0 – 9, d.h. 30% Speicherverschwendung.

 

Darstellung der negativen Zahlen a) Vorzeichenbit. Problem: Verschiedene Routinen für ±x ±y schreiben.

b) Zweierkomplement

 

Zweierkomplement für (n+k)–Fixpunktzahlen ist K2 (x).

Zu x = (x n–1 … x 0. x –1 … x –k) 2 setze

K2 (x) := (¬x n–1 … ¬x 0. ¬x –1 … ¬x –k) 2 + 1 ulp,

wobei x i = 0 genau dann, wenn ¬x i = 1 und umgekehrt.

x – K2 (x) = 2 n

ACHTUNG: Überlauf, nicht darstellbar als (n+k)-Fixpunktzahl, also:
x – K2 (x) = 0

 
 

Aufwand Zweierkomplement
Berechnung des Zweierkomplements am Rechner geht schnell und kostengünstig.

Beispiel
n = 4, k = 0, b = 2. Ergibt 16 Zahlen. Führungsbit 1 bedeutet 'negativ'.

  0000   1111
0001 1110
0010 1101
0011 1100
0100 1011
0101 1010
0110 –7 1001
7 0111 –8 1000
 
Vorteil: Nur eine Routine für Addition und Subtraktion.

 

NAN Not A Number. Unterlängen, Überlängen, Wurzel aus–1 usw.

 

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© 2000 Maria Oelinger
cand. math.
Schaltungen und Boolesche Algebra (3) Letzte Änderung: 19.11.2000
address: http://www.oelinger.de/maria/schalt/schalt03.htm