
固定小数点演算:コンピュータにおける数の表現方法
- 固定小数点演算とは
コンピュータ内部では、数値は0と1の組み合わせで表現されます。このため、小数点を含む数値を扱う場合、そのままでは正確に表現できないことがあります。そこで、小数点の位置を特定の桁に固定して表現する方法が用いられます。これが固定小数点演算です。
固定小数点演算では、例えば、数値の表現に32ビット使う場合、最初の16ビットを整数部、残りの16ビットを小数部に割り当てるといった具合に、あらかじめ小数点の位置を決めておきます。このようにすることで、小数点以下の桁数を固定し、コンピュータはあたかも整数を扱っているかのように計算を行うことができます。
固定小数点演算のメリットは、処理の高速化とメモリ使用量の削減です。小数点の位置が決まっているため、コンピュータは複雑な計算をせずに数値処理を行えます。また、表現方法が単純なため、浮動小数点演算に比べてメモリ使用量を抑えることができます。
しかし、固定小数点演算では、表現できる数値の範囲が限られてしまうというデメリットもあります。小数点の位置が決まっているため、小さな数値を扱う場合には精度が低くなってしまい、大きな数値を扱う場合には表現できない場合があります。
そのため、固定小数点演算は、速度やメモリ効率が求められる組み込みシステムや、扱う数値の範囲が限定されている場合に適しています。例えば、デジタル信号処理や制御システムなどで広く用いられています。