浮動小数点数とは？コンピュータの数値表現の基本概念をわかりやすく解説

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浮動小数点数とは？

浮動小数点数とは、コンピュータで数値を扱う際に使われる数値表現の一つです。浮動小数点数は、整数部分と小数部分から構成されており、小数点が浮動することができるため、非常に広い範囲の数値を表現することができます。

浮動小数点数は、IEEE 754という標準によって定義されています。この標準では、浮動小数点数を表現するために32ビットまたは64ビットのビット列が用いられます。ビット列は、符号部、指数部、仮数部の3つに分けられています。

符号部は、数値が正か負かを表現するための1ビットで、0が正を表し、1が負を表します。指数部は、数値の桁数を表現するためのビットで、仮数部は数値の実際の値を表現するためのビットです。

浮動小数点数は、指数部と仮数部を使って数値を表現します。指数部は2の補数表現を用いて表現され、仮数部は定数の隠れビットを持ち、1.0以上2.0未満の範囲に限定されています。

浮動小数点数は、コンピュータで科学技術計算やグラフィックス処理など、高度な計算を行う場合に使われます。例えば、天文学者は、天体の座標や速度を計算するために浮動小数点数を利用し、3Dグラフィックスの場合は、色や形状を表現するために浮動小数点数を利用します。

また、ゲーム開発でも、浮動小数点数が欠かせない存在です。例えば、キャラクターの動作やカメラの挙動を制御する際には、微妙な調整が必要であり、浮動小数点数を利用することで、細かい制御が可能になります。

浮動小数点数は、コンピュータで数値を扱う際に欠かせない概念の一つです。IEEE 754の標準に従った表現方法を用いることで、非常に広い範囲の数値を表現することができます。科学技術計算やグラフィックス処理、ゲーム開発など、様々な分野で利用されています。