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jeremy.meissner
cours
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e5ccf77f
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e5ccf77f
authored
3 years ago
by
orestis.malaspin
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e5ccf77f
...
@@ -386,17 +386,132 @@ $$
...
@@ -386,17 +386,132 @@ $$
*
Nombres de $0=0000.0000$ à $15.9375=1111.1111$.
*
Nombres de $0=0000.0000$ à $15.9375=1111.1111$.
*
Beaucoup de "trous" (au moins $0.0625$) entre deux nombres.
*
Beaucoup de "trous" (au moins $0.0625$) entre deux nombres.
## Solution?
## Solution
partielle
?
. . .
. . .
*
Rajouter des bits.
*
Rajouter des bits.
*
Bouger la virgule.
*
Bouger la virgule.
# Nombres à virgule flottante (1/
N
)
# Nombres à virgule flottante (1/
2
)
## Notation scientifique
*
Les nombres sont représentés en terme:
*
Une mantisse
*
Une base
*
Un exposant
$$
\u
nderbrace{22.1214}_{
\m
box{nombre}}=
\u
nderbrace{221214}_{
\m
box{mantisse}}
\c
dot
{
\u
nderbrace{10}_{
\m
box{base}}}{
\o
verbrace{^{-4}}^{
\m
box{exp.}}},
$$
. . .
On peut donc séparer la représentation en 2:
*
La mantisse
*
L'exposant
# Nombres à virgule flottante (2/2)
## Quel est l'avantage?
. . .
On peut représenter des nombres sur énormément d'ordres de grandeur avec un
nombre de bits fixés.
## Différence fondamentale avec la virgule fixe?
. . .
La précision des nombres est
**variable**
:
*
On a uniquement un nombre de chiffres
**significatifs**
.
$$
123456
\c
dot 10^23+ 123456
\c
dot 10^{-23}.
$$
## Quel inconvénient y a-t-il?
. . .
Ce mélange d'échelles entraîne un
**perte de précision**
.
# Nombres à virgule flottante simple précision (1/N)
Aussi appelés
*IEEE 754 single-precision binary floating point*
.

](figs/Float_example_bare.svg)
## Spécification
*
1 bit de signe,
*
8 bits d'exposant,
*
23 bits de mantisse.
$$
(-1)^{b_{31}}
\c
dot 2^{(b_{30}b_{29}
\d
ots b_{23})_{2}-127}
\c
dot (1.b_{22}b_{21}
\d
ots b_{0})_{2},
$$
## Calculer la valeur décimale du nombre ci-dessus
# Nombres à virgule flottante simple précision (2/N)

](figs/Float_example.svg)
. . .
\b
egin{align}
\m
box{exposant}&=
\s
um_{i=0}^7 b_{23+i}2^i=2^2+2^3+2^4+2^5+2^6=124-127,
\\
\m
box{mantisse}&=1+
\s
um_{i=1}^{23}b_{23-i}2^{-i}=1+2^{-2}=1.25,
\\
&
\R
ightarrow (-1)^0
\c
dot 2^{-3}
\c
dot 1.25=0.15625
\e
nd{align}
# Nombres à virgule flottante simple précision (3/N)
## Quel nombre ne peux pas être vraiment représenté?
. . .
## Zéro: exception pour l'exposant
*
Si l'exposant est
`00000000`
(zéro)
$$
(-1)^{
\m
box{sign}}
\c
dot 2^{-126}
\c
dot 0.
\m
box{mantisse},
$$
*
Sinon si l'exposant est
`00000001`
à
`11111110`
$$
\m
box{valeur normale},
$$
*
Sinon
`1111111`
donne
`NaN`
.
# Nombres à virgule flottante simple précision (4/N)
## Quels sont les plus petits/grands nombres positifs représentables?
. . .
\b
egin{align}
0
\
0
\d
ots0
\
0
\d
ots01&=2^{-126}
\c
dot 2^{-23}=1.4...
\c
dot
10^{-45},
\\
0
\
1
\d
ots10
\
1
\d
ots1&=2^{127}
\c
dot (2-2^{-23})=3.4...
\c
dot
10^{38}.
\e
nd{align}
## Combien de chiffres significatifs en décimal?
. . .
*
24 bits ($23 + 1$) sont utiles pour la mantisse, soit $2^{24}-1$:
*
$
\s
im2^{24}-1
\s
im 10^7$, ou encore
*
$
\s
im
\l
og_10(2^{24})
\s
im 7$,
*
Environ
**sept**
chiffres significatifs.
# Erreurs d'arrondi
<!-- # TODO --
<!-- # TODO --
...
...
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