Рубрика «ieee 754»

Ни одна реализация элементарных функций не соответствует стандарту IEEE 754 - 1


Введённый в 1985 году стандарт IEEE-754 для чисел с плавающей запятой был предназначен для решения проблемы разнородности реализаций чисел с плавающей запятой, мешавших портируемости кода, а также для повышения стабильности между платформами.

Он получил широкое применение и многократно пересматривался в течение прошедших лет. Если вы когда-нибудь работали с любыми вещественными числами в своих приложениях, то они, вероятно, отвечали этому стандарту.

Моя работа в течение последнего года заключалась в анализе погрешности различных математических функций, накопления этой погрешности и способов её уменьшения при помощи различных программных паттернов. Одной из исследованных мной тем были базовые математические функции, используемые в функциях активации нейронных сетей, а также способы их аппроксимации для повышения производительности. В процессе работы нам пришлось столкнуться с противодействием со стороны людей, активно стремящихся к корректной реализации математических функций и к соответствию их стандартам, в частности, к соблюдению обеспечения корректности одной наименее значимой единицы измерения (unit in last place, ULP) для элементарных функций.

Я был заинтересован в дальнейшей работе по аппроксимации этих функций, поэтому приступил к исследованию того, каким образом они гарантируют корректность, и если они корректны только на 1 ULP, то где располагаются ошибки в области определения функции.

В процессе изучения я обнаружил, что ни одна из популярных математических библиотек, используемых во множестве сфер вычислений, на самом деле не выполняет корректное округление в соответствии с требованиями любой версии IEEE 754 после первой редакции 1985 года.Читать полностью »

Привет! С вами снова ServerFlow, и сегодня мы решили погрузиться в увлекательный мир чисел с плавающей запятой. Вы когда-нибудь задумывались, почему существуют разные виды этих чисел и как они влияют на производительность наших процессоров и видеокарт? Как малые числа с плавающей запятой помогают развивать нейросети и искусственный интеллект? Давайте вместе разберемся в этих вопросах, раскроем тайны стандарта IEEE 754 и узнаем, какое значение имеют большие и маленькие числа с плавающей запятой в современных вычислениях.

Стандарт IEEE 754

Читать полностью »

Новый подход может помочь нам избавиться от вычислений с плавающей запятой - 1

В 1985 году Институт инженеров электротехники и электроники (IEEE) установил стандарт IEEE 754, отвечающий за форматы чисел с плавающей запятой и арифметики, которому суждено будет стать образцом для всего железа и ПО на следующие 30 лет.

И хотя большинство программистов использует плавающую точку в любой момент без разбора, когда им нужно проводить математические операции с вещественными числами, из-за определённых ограничений представления этих чисел, быстродействие и точность таких операций часто оставляют желать лучшего.
Читать полностью »

Имеющие дело с прикладными вычислениями знают, какие неприятности может преподносить конечная точность представления вещественных чисел в ЭВМ. Наиболее известные в этом плане проблемы — это решение чувствительных к возмущениям (так называемых, плохо обусловленных) систем линейных уравнений и нахождение собственных значений несимметричных матриц.

Когда речь идет о повседневных арифметических операциях, проблемы с конечной точностью вычислений не выглядят столь пугающими. И наилучшей проверкой того, что результат получен правильно, является сравнение значений полученных на различных точностях.

Если, например, вычисления, полученные на одинарной и удвоенной точностях совпадают, то создается чувство уверенности в результате, по крайней мере с точностью сопоставимой с одинарной. Здесь, я бы хотел привести один интересный пример, демонстрирующий, что даже в сравнительно несложной арифметической задаче подобная устойчивость при переменной точности представления чисел не может служить основанием для такой уверенности.
Читать полностью »

Что такое  1.#IND и  1.#J?
Любой опытный программист знает, что стандарт представления значений с плавающей точкой (IEEE 754) оставляет несколько зарезервированных значений, соответствующих не-числам (NaN, not-a-number). Стандартная библиотека Visual C печатает не-числа следующим образом:

Печатается Означает
1.#INF Положительная бесконечность
-1.#INF Отрицательная бесконечность
1.#SNAN Положительное сигнальное не-число (signaling NaN)
-1.#SNAN Отрицательное сигнальное не-число (signaling NaN)
1.#QNAN Положительное несигнальное не-число (quiet NaN)
-1.#QNAN Отрицательное несигнальное не-число (quiet NaN)
1.#IND Положительная неопределённость
-1.#IND Отрицательная неопределённость

Положительная и отрицательная бесконечности могут получаться при переполнении в результате арифметического действия — например, при делении на ноль, или при взятии логарифма от положительного нуля. (По стандарту IEEE, любое значение с плавающей точкой имеет определённый знак — не только не-числа существуют в положительном и отрицательном вариантах, но и нулей тоже два.)
Читать полностью »


https://ajax.googleapis.com/ajax/libs/jquery/3.4.1/jquery.min.js