Android平臺浮點數運算應用

李長久

摘 要：簡要介紹了Android平臺的設計和基于IEEE754標準的浮點數運算應用的實現。在不同的計算環境中，浮點數的表示和運算都有其對應的標準、運算執行步驟和相關使用算法。對于浮點數的表示和相關運算，IEEE754標準是計算機業界公認的標準，而浮點數運算在計算環境中的執行原理和相關算法是計算機組成原理課程的重要組成部分。通過解讀IEEE754標準，學習、掌握浮點數在計算環境中的執行原理和相關機器碼運算算法，可為課題所要設計和實現的浮點數運算應用提供有利的理論依據。

關鍵詞：浮點數運算；IEEE754標準；Android；應用程序

中圖分類號：TP391.41 文獻標識碼：A DOI：10.15913/j.cnki.kjycx.2015.19.046

浮點數運算教學是在計算機組成原理課程中進行的，主要學習的是計算機組成原理和公認的關于浮點算術表示的標準。目前，還沒有真正應用于浮點數運算教學，并且利用寬帶無線移動通信技術的便利，在移動終端上開發的浮點數運算的應用。因此，如果能在移動終端中開發一款計算機原理浮點數運算輔助程序，那么，就能夠為浮點數運算的教學提供必要的幫助。

1 引用關鍵技術

Android系統是以Linux為基礎的操作系統，原來僅用于移動通訊設備上。2007年，Google與硬件制造商、軟件開發商和電信運營商組成了手持設備聯盟，共同開發了Android系統，使其成功介入并迅速占領了智能型手機市場。

計算機底層是以二進制0，1來存儲和表示數據信息的。其中，浮點數的運算也是如此。浮點數以一般的格式和IEEE754標準2種格式存在，用來表示小數點位置可浮動的數據，定點數則以固定的某個位置存在，一般分為整數部分和小數部分。

2 應用設計

Android平臺浮點數運算應用系統是計算機組成原理教程的輔助程序。該應用程序主要幫助用戶教學、學習、理解基于IEEE754標準的浮點數值在計算環境中的表示（僅實現單精度和雙精度2種浮點數表示格式），并進行加減乘除法運算的執行過程。因此，該應用程序的主要功能是實現浮點數、基于IEEE754標準規定的2種基本格式，在計算環境中表示，并顯示加法、減法、乘法和除法的操作執行全過程。

2.1 二進制數值顯示

用戶在輸入十進制操作數值后，系統將十進制操作數值轉化為已選擇的IEEE754標準規定的二進制浮點數格式的二進制數值，并將該二進制數值輸出顯示。

2.2 加減乘除的操作

這4種運算實現了用戶輸入操作數值。在選擇相應的運算操作后，將該運算操作在計算環境中執行的過程輸出顯示給用戶。

2.3 格式選擇

該功能所能選擇的格式僅包含IEEE754標準所規定的浮點數格式中的2種基本二進制格式，即單精度型格式和雙精度型格式。

2.4 幫助

這個功能提供該應用程序的相關操作說明和IEEE754標準的相關信息。

2.5 打電話、發送郵件和打開網頁

在此應用程序中，用戶可以單擊電話號碼實現通話，也可以選擇郵箱發送郵件，單擊相關網址瀏覽網頁。

3 功能實現

3.1 正則表示篩選十進制浮點數值的輸入

用戶需要輸入2個十進制浮點數來進行其他運算。在輸入浮點數的過程中，使用了正則表達式篩選輸入值是否符合浮點數的形式。

3.2 改寫源碼實現列表功能

在此，需要使用列表控件展示開發者和指導教師的相關信息。其實，有一些信息提供的是一個網址的鏈接或是電話的撥號連接，因此，列表的每一行中不是只有一個文本控件，而是多個。Android提供的用于提供數據綁定列表的適配器只處理每一行只有一個文本控件的情況，所以，需要修改源碼來實現所需功能。

3.3 更換應用背景

在Float Point Activity表示的界面上，用戶可以左、右快速滑動屏幕更換界面背景，并且圖片以循環的方式存儲。

3.4 運算操作功能的實現

在Float Point Activity類中獲取2個操作數后，根據用戶選擇的操作按鈕在其按鈕監聽中調用相關的操作類執行操作。每一種浮點數運算操作都要按照浮點數在計算環境中的執行原理和相關使用算法執行。

3.5 其他功能

在該應用中，還涉及到了打開網址、打電話等功能。

4 應用友好性

應用的友好性主要體現在用戶可使用的操作是否簡單、便捷，程序的響應是否及時有效，錯誤操作是否得到有效的糾正，應用展現給用戶的視覺效果是否良好等方面。在開發該應用的過程中，要考慮以下幾方面的因素：①在執行加減乘除法運算時，要多次修改表示二進制浮點數的字符串。因此，對于可能進行多次修改操作的字符串，在編碼時，用StringBuffer類型記錄，而非String類型。②對于用戶可執行的操作，它們是要在有限步之內完成的。如果用戶只需要單擊“關于”菜單，就可以查看該應用開發作者的基本信息。此時，單擊相應的聯系方式就可以發送郵件。如果用戶要執行浮點數運算，那么，只需輸入操作數，程序就會實現進制的轉換，用戶就可以實時查看其輸入的操作數轉換二進制的結果，而不需要用戶再選擇完成相應的進制轉換等。③在開發用戶可以看到的界面時，要盡量使其美觀、簡潔，去掉或隱藏界面上多余的信息。④提示。用戶在進行錯誤的操作時，應用都會給予相關的友好提示。

5 結束語

計算機組成原理浮點數運算是計算環境中數據表示和進行運算的重要組成部分。借助移動互聯網的優勢在移動終端上開發出相應的輔助教學程序，這對計算機組成原理浮點數運算的教學有很大的幫助?；诖?，本文主要闡述了開發基于Android平臺計算機組成原理浮點數運算輔助程序應該學習、了解、掌握的相關知識，同時，還指出了該應用系統的主要功能、系統設計和系統設計優化，大體介紹了應用實現和用戶體驗等相關內容。

參考文獻

[1]王愛英.計算機組成與結構[M].第4版.北京：清華大學出版社，2007.

〔編輯：白潔〕

Application of Floating Point Operation in Android Platform

Li Changjiu

Abstract： This paper briefly introduces the design of the Android platform and the implementation of floating point number operation based on IEEE754 standard. In different computing environments， the representation and operation of float point have their corresponding standard， operation steps and related algorithms. The IEEE754 standard is a recognized standard for the computer industry， and the implementation principle and correlation algorithm of the float point operation in the computing environment is an important part of the computer. By reading the IEEE754 standard， learning and mastering the implementation principle of the floating point number in the computing environment and the related machine code operation algorithm can provide a favorable theoretical basis for the design and Realization of the floating point number operation.

Key words： floating point operation； IEEE754； Android； application

文章編號：2095-6835（2015）19-0047-02