Рубрика «двойная точность»

в 7:51, , рубрики: double, float, fma, simd, Алгоритмы, двойная точность, математика, погрешности округления, числа с плавающей запятой
image

Недавно я вернулся к анализу погрешностей чисел с плавающей запятой, чтобы усовершенствовать некоторые детали в следующей редакции книги Physically Based Rendering. Числа с плавающей запятой — интересная область вычислений, полная сюрпризов (хороших и плохих), а также хитрых трюков, позволяющих избавиться от неприятных неожиданностей.

В процессе работы я наткнулся на этот пост на StackOverflow, из которого узнал об изящном алгоритме точного вычисления $a times b-c times d$.

Но прежде чем приступать к алгоритму, нужно понять, что же такого хитрого в выражении $a times b-c times d$? Возьмём $a=33962.035$, $b=-30438.8$, $c=41563.4$ и $d=-24871.969$. (Это реальные значения, которые получились у меня во время запуска pbrt.) При 32-битных значениях float получаем: $a times b=-1.03376365 times 10^9$ и $c times d=-1.03376352 times 10^9$. Выполняем вычитание, и получаем $-128$. Но если выполнить вычисления с двойной точностью, а в конце преобразовать их во float, то получится $-75.1656$. Что произошло?

Проблема в том, что значение каждого произведения может сильно выйти за нижнюю границу $-1 times 10^9$, где расстояние между представимыми значениями с плавающей запятой очень велико — 64. То есть при округлении $a times b$ и $c times d$ по отдельности до ближайшего представимого float, они превращаются в числа, кратные 64. В свою очередь, их разность будет кратной 64, и не останется никакой надежды, что она станет к $-75.1656$ ближе, чем $-64$. В нашем случае результат оказался ещё дальше из-за того, как два произведения были округлены в $-1 times 10^9$. Мы напрямую столкнёмся со старым добрым катастрофическим сокращением1.
Читать полностью »

в 8:31, , рубрики: C, double, float, двойная точность, математика, одинарная точность, плавающая запятая, плавающая точка, Программирование

Введение

В научных вычислениях мы часто используем числа с плавающей запятой (плавающей точкой). Эта статья представляет собой руководство по выбору правильного представления числа с плавающей запятой. В большинстве языков программирования есть два встроенных вида точности: 32-битная (одинарная точность) и 64-битная (двойная точность). В семействе языков C они известны как float и double, и здесь мы будем использовать именно такие термины. Есть и другие виды точности: half, quad и т. д. Я не буду заострять на них внимание, хотя тоже много споров возникает относительно выбора half vs float или double vs quad. Так что сразу проясним: здесь идёт речь только о 32-битных и 64-битных числах IEEE 754.

Статья также написана для тех из вас, у кого много данных. Если вам требуется несколько чисел тут или там, просто используйте double и не забивайте себе голову!

Статья разбита на две отдельные (но связанные) дискуссии: что использовать для хранения ваших данных и что использовать при вычислениях. Иногда лучше хранить данные во float, а вычисления производить в double.
Читать полностью »

Главная   |  Архив новостей  |   Android  |   Google  |   Apple  |   Microsoft  |   Информационная безопасность  |   Веб – разработка
Публикации RSS  |  Комментарии RSS
https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js