Nombres de points flottants : représentation et erreurs

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Description

Cette séance de cours couvre la représentation des nombres à virgule flottante, des erreurs d'arrondi et des exemples de perte de signification. Il introduit les concepts de précision simple et double, la représentation des nombres réels dans un ordinateur et les dangers des erreurs de débordement. L'instructeur présente des exemples utilisant MATLAB pour illustrer l'impact de l'arithmétique en virgule flottante sur les calculs numériques.

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Séances de cours associées (99)

Concepts associés (94)

Arithmétique multiprécision

L'arithmétique multiprécision désigne l'ensemble des techniques mises en œuvre pour manipuler dans un programme informatique des nombres (entiers, rationnels, ou flottants principalement) de taille arbitraire. Il s'agit d'une branche de l'arithmétique des ordinateurs. On oppose l'arithmétique multi-précision à l'arithmétique en simple ou double précision, comme celle spécifiée par le standard IEEE 754 pour les nombres flottants.

Virgule flottante

vignette|Comme la notation scientifique, le nombre à virgule flottante a une mantisse et un exposant. La virgule flottante est une méthode d'écriture de nombres fréquemment utilisée dans les ordinateurs, équivalente à la notation scientifique en numération binaire. Elle consiste à représenter un nombre par : un signe (égal à −1 ou 1) ; une mantisse (aussi appelée significande) ; et un exposant (entier relatif, généralement borné).

Quadruple-precision floating-point format

In computing, quadruple precision (or quad precision) is a binary floating point–based computer number format that occupies 16 bytes (128 bits) with precision at least twice the 53-bit double precision. This 128-bit quadruple precision is designed not only for applications requiring results in higher than double precision, but also, as a primary function, to allow the computation of double precision results more reliably and accurately by minimising overflow and round-off errors in intermediate calculations and scratch variables.

False precision

False precision (also called overprecision, fake precision, misplaced precision and spurious precision) occurs when numerical data are presented in a manner that implies better precision than is justified; since precision is a limit to accuracy (in the ISO definition of accuracy), this often leads to overconfidence in the accuracy, named precision bias. Madsen Pirie defines the term "false precision" in a more general way: when exact numbers are used for notions that cannot be expressed in exact terms.

Double-precision floating-point format

Double-precision floating-point format (sometimes called FP64 or float64) is a floating-point number format, usually occupying 64 bits in computer memory; it represents a wide dynamic range of numeric values by using a floating radix point. Floating point is used to represent fractional values, or when a wider range is needed than is provided by fixed point (of the same bit width), even if at the cost of precision. Double precision may be chosen when the range or precision of single precision would be insufficient.