Re: [問題] float 精準度觀念問題

作者: HuangTzHuan   2018-09-28 11:51:48
※ 引述《Feis (坐吃山空)》之銘言:
: 標題: Re: [問題] float 精準度觀念問題
: 時間: Wed Sep 19 00:13:10 2018
[deleted]
:
: 要透過浮點數做運算時大概有三個步驟
:
: 1. 將要計算的數字轉換成浮點數可精確表示的格子點 (可能產生誤差)
: 2. 對這些在格子點上的數字們做運算
: 3. 將算出來的結果存在浮點數可精確表示的格子點上 (可能產生誤差)
[deleted]
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: ※ 編輯: Feis (140.122.83.198), 09/19/2018 00:47:44
: 推 cutekid: 大推(Y) 09/19 03:16
: 推 chchwy: 神解答 格子點的解釋很好懂 09/19 08:03
: 推 sarafciel: 推格子點的解釋 09/20 15:14
: 推 lovejomi: 針對那三個步驟,算的時候沒有受到誤差限制反而是算完 09/25 16:59
: → lovejomi: 之後3. 會因為要mapping to ieee754而產生誤差 這邊覺 09/25 16:59
: → lovejomi: 得很神奇 不知道cpu怎麼運算的 09/25 16:59
計算的部份 (2.) 也會有誤差啊
除法除不盡的話本來就一定會有誤差,就算加法乘法這種本來應該可以精確計算
也可能會有誤差
舉例來說,兩個浮點數相乘時,小數以下部份可能會超過浮點數能表示的極限
超過的部份資訊就丟失了,這個部份就是誤差
實務上 CPU 在設計時時會儘量減少計算誤差,作法其實很簡單,就是作弊
例如 x86 系列的 FPU 其實是 80-bit
所以在計算 float (32-bit) 或 double (64-bit) 的過程中就可以保留更多精確位
有興趣的話可以看 IEEE754 extended precision formats 的部份
作者: LPH66 (-6.2598534e+18f)   2018-09-28 18:21:00
這裡還有一個衍生問題是當編譯器最佳化把中間過程留在 FPU裡的時候跟沒有最佳化算一個就存回 double 這兩種的結果就會因為這個問題而產生不同結果一個例子可以看這則久遠之前的 gcc bug reporthttps://gcc.gnu.org/bugzilla/show_bug.cgi?id=323
作者: remember (人老也有天使收)   2018-10-03 02:45:00
不是這樣講,沒有實作80bit浮點的硬體仍然能得到符合ieee的結果加減乘的結果都是有限位所以沒問題除法跟開根號則不同,精確度的規定是算出有限位的結果,和無限精確的結果,差距在一個ulp內(如果是round2even,則是半個ulp)浮點數是實數的有限位表達,根號3浮點化之後再自乘是無法變回精確的3的,隨著運算誤差有可能會變大,這跟演算法的穩定度有關

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