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参数数据存储用什么格式

发布时间: 2023-06-19 04:26:22

① IEEE 754啥意思java中float和double的存储方式就是用IEEE 754表示吗通俗一点讲讲,必采纳

IEEE二进制浮点数算术标准(IEEE 754)是最广泛使用的浮点数运算标准,它规定了四种表示浮点数值的方式:单精确度(32位元)、双精确度(64位元)、延伸单精确度(43位元以上,很少使用)与延伸双精确度(79位元以上,通常以80位元实做)。
2.1 实数的IEEE 754表示形式
一个实数V在IEEE 754标准中可以用V=(-1)s×M×2E 的形式表示[3,4],说明如下:
(1)符号s(sign)决定实数是正数(s=0)还是负数(s=1),对数值0的符号位特殊处理。
(2)有效数字M(significand)是二进制小数,M的取值范围在1≤M<2或0≤M<1。
(3)指数E(exponent)是2的幂,它的作用是对浮点数加权。
2.2 浮点格式
浮点格式是一种数据结构,它规定了构成浮点数的各个字段,这些字段的布局,及其算术解释[2]。IEEE 754浮点数的数据位被划分为3个字段,对以上参数值进行编码:
(1)一个单独的符号位s直接编码符号s。
(2)k位的偏置指数e(e=ek-1…e1e0)编码指数E,移码表示。
(3)n位的小数f(fraction)(f=fn-1…f1f0)编码有效数字M,原码表示。
2.3 浮点数的分类
根据偏置指数e的值,被编码的浮点数可分成三种类型。
(1)规格化数
当有效数字M在范围1≤M<2中且指数e的位模式ek-1…e1e0既不全是0也不全是1时,浮点格式所表示的数都属于规格化数。这种情况中小数f(0≤f<1 ) 的二进制表示为0. fn-1…f1f0。有效数字M=1+f,即M=1. fn-1…f1f0 (其中小数点左侧的数值位称为前导有效位) 。我们总是能调整指数E,使得有效数字M在范围1≤M<2中,这样有效数字的前导有效位总是1,因此该位不需显示表示出来,只需通过指数隐式给出。
需要特别指出的是指数E要加上一个偏置值Bias,转换成无符号的偏置指数e,也就是说指数E要以移码的形式在存放计算机中。且e、E和Bias三者的对应关系为e=E+Bias,其中Bias=2k-1-1。
(2)非规格化数
当指数e的位模式ek-1…e1e0全为零(即e=0)时,浮点格式所表示的数是非规格化数。这种情况下,E=1-Bais,有效数字M=f=0. fn-1…f1f0 ,有效数字的前导有效位为0。
非规格化数的引入有两个目的。其一是它提供了一种表示数值0的方法,其二是它可用来表示那些非常接近于0.0的数。
(3)特殊数
当指数e的位模式ek-1…e1e0全为1时,小数f的位模式fn-1…f1f0全为0(即f=0)时,该浮点格式所表示的值表示无穷,s=0 时是+∞,s=1时是-∞。
当指数e的位模式ek-1…e1e0全为1时,小数f的位模式fn-1…f1f0不为0(fn-1、…、f1、f0、至少有一个非零即f≠0)时,该浮点格式所表示的值被称为NaN(Not a Number)。比如当计算 或∞-∞时用作返回值,或者用于表示未初始化的数据。
3 IEEE 754浮点存储格式
与浮点格式对应,浮点存储格式规定了浮点格式在存储器中如何存放。IEEE标准定义了这些浮点存储格式,但具体选择哪种存储格式由实现工具(程序设计语言)决定。
汇编语言软件有时取决于所使用的存储格式,但更高级的语言通常仅处理浮点数据类型的语言概念。这些浮点数据类型在不同高级语言中有不同的名字,相应的IEEE格式如表1。
表1 IEEE 格式和语言类型
IEEE精度 C,C++ FORTRAN
单精度 float REAL or REAL*4
双精度 double DOUBLE PRECISION or REAL*8
扩展双精度 long double REAL*16 [仅适用于SPARC和PowerPC]

IEEE 754标准准确地定义了单精度和双精度浮点格式,并为这两种基本格式的分别定义了扩展格式,表1里扩展双精度格式是IEEE标准定义的扩展双精度类中的一种。
下面详细讨论在Intel x86和SPARC平台上使用的三种IEEE浮点存储格式。
3.1 单精度格式
IEEE单精度浮点格式共32位,包含三个构成字段:23位小数f,8位偏置指数e,1位符号s。将这些字段连续存放在一个32位字里,并对其进行编码。其中0:22位包含23位的小数f; 23:30位包含8位指数e;第31位包含符号s。如图1所示。

图1 单精度存储格式
一般地,32位字的第0位存放小数f的最低有效位LSB(the least significant bit),第22位存放小数f的最高有效位MSB(the most significant bit);第23位存放偏置指数的最低有效位LSB,第30位存放偏置指数的最高有效位MSB;最高位,第31位存放符号s。
3.2 双精度格式
IEEE双精度浮点格式共64位,占2个连续32位字,包含三个构成字段:52位的小数f,11位的偏置指数e,1位的符号位s。将这2个连续的32位字整体作为一个64位的字,进行重新编号。其中0:51位包含52位的小数f;52:62位包含11位的偏置指数e;而最高位,第63位包含符号位s。如图2所示。

图 2 双精度浮点数的存储格式
f[31:0]存放小数f的低32位,其中第0位存放整个小数f的最低有效位LSB,第31位存放小数f的低32位的最高有效位MSB。
在另外的32位的字里,第0 到19位,即f[51:32],存放小数f的最高的20位,其中第0位存放这20位最高有效数中的最低有效位LSB,第19位存放整个小数f的最高有效位MSB。第20到30位,即e[52:62],存放11位的偏置指数e,其中第20位存放偏置指数的最低有效位LSB,第30位存放最高有效位MSB。最高位,第31位存放符号位s。
在Intel x86结构计算机中,数据存放采用小端法(little endian),故较低地址的32位的字中存放小数f的f[31:0]位。而在在SPARC结构计算机中,因其数据存放采用大端法(big endian),故较高地址的32位字中存放小数f的f[31:0]位。
3.3 扩展双精度格式
⑴ 扩展双精度格式(SPARC 结构计算机)
该4倍精度浮点环境符合IEEE关于扩展双精度格式的定义。该浮点环境的4倍精度浮点格式共128位,占4个连续32位字,包含3个构成字段:112位的小数f,15位的偏置指数e,和1位的符号s。将这4个连续的32位字整体作为一个128位的字,进行重新编号。其中0:110位包含小数f;112:126位包含偏置指数e;第127位包含符号位s。如图3所示。
在SPARC结构计算机中,地址最高的32位字存放小数的32位最低有效位,即f[31:0];但是在PowerPC结构计算机中,却是地址最低的32位字存放这些位。
紧邻的两个32位字(在SPARC机中向下计算,在PowerPC机中向上计算)分别存放f[63:32]和f[95:64]。
最后一个字的第0到15位存放小数的最高16位,即f[111:96]。其中第0位存放该16位的最低有效位,第15位存放整个小数f的最高有效位。第16到30位存放15位的偏置指数e,其中第16位存放偏置指数的最低有效位,第30位存放它的最高有效位。最高位,第31位存放符号s。

图 3 扩展双精度存储格式 (SPARC 结构计算机)
⑵ 扩展双精度格式(Intel x86结构计算机)
该浮点环境双精度扩展格式符合IEEE双精度扩展格式的定义。该浮点环境的扩展双精度格式共80位,占3个连续32位字,包含四个构成字段:63位的小数f,1位显式前导有效位(explicit leading significand bit)j,15位偏置指数e,和1位符号位s。将这3个连续的32位字整体作为一个96位的字,进行重新编号。其中0:63包含63位的小数f,第63位包含前导有效位j,64:78位包含15位的偏置指数e,最高位第79位包含符号位s。
在Intel结构系计算机中,这些字段依次存放在十个连续的字节中。但是,由于 UNIX System V Application Binary Interface Intel 386 Processor Supplement (Intel ABI) 要求双精度扩展参数,从而占用堆栈中3个相连地址的32位字,其中最高一个字的高16位未被使用,如图4所示。

图4 扩展双精度存储格式(Intel x86结构计算机)

地址最低的32位字存放小数f的低32位,即f[31:0]。其中第0位存放整个小数f的最低有效位LSB 第31位存放小数低32位的最高有效位MSB。
地址居中的32位字,第0到30位存放小数f的31位最高位,即f[62:32]。其中第0位存放31位最高小数位的最低有效位LSB,第30位存放整个小数的最高有效位,地址居中的32位字的最高位第31位存放显式的前导有效位j。
地址最高32位字里,第0到14位存放15位的偏置指数e,第0位存放偏置指数的最低有效位LSB,第14位存放最高有效位MSB,第15位存放符号位s。虽然地址最高的32位字的高16位在Intel x86结构系列机种未被使用,但他们对符合Intel ABI的规定来说,是必需的。
4 总结
以上讨论了Intel x86、Power PC和SPARC平台上使用的三种IEEE 754浮点数格式及其存储格式,下面对浮点数的相关参数进行总结,具体见表2。

表2 IEEE 浮点格式参数总结
参数 浮点格式
单精度 双精度 扩展双精度(Intel x86) 扩展双精度(SPARC)
小数f宽度n 23 52 63 112
前导有效位 隐含 隐含 显式 隐含
有效数字M精度p 24 53 64 113
偏置指数宽度k 8 11 15 15
偏置值Bias +127 +1023 +16383 +16383
符号位宽度 1 1 1 1
存储格式宽度 32 64 80 128

参考文献
[1] David Goldberg with Doug Priest. What Every Computer Scientist Should Know about Floating-Point Arithmetic. http://grouper.ieee.org/
[2] Sun Corporation.Numerical Computation Guide, pp1-11. http://docs.sun.com
[3] Randal E.Bryant,David O'Hallaron. Computer Systems Aprogrammer’s Perspective(英文版) [M] .北京:电子工业出版社,2004
[4]David A. Patterson, John L. Hennessy.Computer Organization & Design: The Hardware/Software Interface. (英文版 第二版) [M] . 北京:机械工业出版社,1999.275~321

② 存储过程的参数类型哪几种

存储过程共有IN、OUT、INOUT三种参数类型,格式如下:CREATEPROCEDURE(IN|OUT|INOUT参数名数据类型...)存储过程可以没有参数,但如果在使用过程需要用到参数,需按上面的格式进行定义。

第一项:IN|OUT|INOUT,表示参数的类型,选择其中的一种即可;第二项:参数名,表示参数的名称;第三项:数据类型,表示这个参数的数据类型,如int、float、double、varcahr等;第四项:“…”,表示参数可以定义多个,如果有多个参数时按前三项的格式定义即可,每个参数间用英文状态下的逗号“

③ 数据分析项目包含哪些流程

1、数据采集


了解数据采集的意义在于真正了解数据的原始面貌,包括数据产生的时间、条件、格式、内容、长度、限制条件等。


2、数据存储


无论数据存储于云端还是本地,数据的存储不只是我们看到的数据库那么简单。


3、数据提取


数据提取是将数据取出的过程,数据提取的核心环节是从哪取、何时取、如何取。


4、数据挖掘


数据挖掘是面对海量数据时进行数据价值提炼的关键。


5、数据分析


数据分析相对于数据挖掘更多的是偏向业务应用和解读,当数据挖掘算法得出结论后,如何解释算法在结果、可信度、显着程度等方面对于业务的实际意义,如何将挖掘结果反馈到业务操作过程中便于业务理解和实施是关键。


6、数据展现


数据展现即数据可视化的部分,数据分析师如何把数据观点展示给业务的过程。数据展现除遵循各公司统一规范原则外,具体形式还要根据实际需求和场景而定。


7、数据应用


数据应用是数据具有落地价值的直接体现,这个过程需要数据分析师具备数据沟通能力、业务推动能力和项目工作能力。