固定小数点演算

固定小数点演算とは、数値の小数点の位置を固定したまま計算を行う手法です。 計算機の中では、数値は二進数で表されますが、この手法を使うと、整数の計算と同じ仕組みや手順で効率的に計算できます。特に、処理能力に限りがある小型の計算機や、電池の持ちを長くしたい携帯機器などでよく使われています。 固定小数点演算では、数値を整数部と小数部に分けて扱います。例えば、12.34という数値を固定小数点で表す場合、小数点の位置を2桁目に固定します。すると、この数値は内部的には1234という整数として扱われます。計算の際には、この整数値を使って計算を行い、表示する際に小数点を元の位置に戻すことで、本来の数値が得られます。 固定小数点演算の利点は、計算が速く、回路が単純になることです。整数の計算と同じ仕組を使えるため、特別な処理が必要なく、効率的な計算が可能です。これは、限られた資源で多くの計算を行う必要がある場面では大きなメリットとなります。 一方で、固定小数点演算では、表現できる数値の範囲と精度が小数点の位置によって決まってしまうという注意点があります。小数点の位置を固定すると、扱える数値の最大値と最小値、そして小数点以下の細かさが決まります。例えば、小数点の位置を2桁目に固定した場合、0.01から99.99までの数値は表せますが、0.001のようなもっと細かい数値や、100.00のような大きな数値は表せません。 そのため、固定小数点演算を使う場合は、計算に使う数値の範囲をあらかじめ知っておくことが大切です。数値の範囲に合わせて、適切な小数点の位置を選ぶことで、限られた桁数でも正確で効率的な計算ができます。もし、扱う数値の範囲が広い場合は、浮動小数点演算という別の方法を使うことを検討する必要があります。浮動小数点演算は、小数点の位置を柔軟に変えられるため、より広い範囲の数値を扱えますが、計算の複雑さと処理時間の増加というデメリットもあります。