
【计】 round-off error bound
【计】 round-off error; rounding error; rounding off error
【经】 round-off error
border; boundary; frontier; limit; outskirts; verge
【计】 boundary
舍入误差边界(Rounding Error Bound)是数值计算中用于量化因舍入操作(Rounding)引起的最大可能误差的理论上限。其核心概念如下:
$$ |x - text{fl}(x)| leq epsilon cdot |x| $$
其中 (text{fl}(x)) 是实数 (x) 的机器表示,(epsilon) 为机器精度(Machine Epsilon)。
绝对误差边界
单次舍入的绝对误差满足:
$$ |text{fl}(x) - x| leq frac{beta^{1-p}}{2} $$
(beta) 为进制(通常为2),(p) 为有效位数(如单精度浮点数 (p=24))。
相对误差边界
更常用的形式为相对误差:
$$ left| frac{text{fl}(x) - x}{x} right| leq epsilon{text{mach}} $$
其中 (epsilon{text{mach}} = beta^{1-p}) 即机器精度(如双精度浮点数 (epsilon_{text{mach}} approx 2.22 times 10^{-16}))。
详细讨论矩阵运算中的舍入误差传播模型(Sec. 13-15)。
官方技术文档明确规定了浮点运算的精度边界(Section 5)。
提供误差分析的理论框架(Chapter 3: Arithmetic)。
通过控制舍入误差边界,可提升科学计算的可靠性,尤其在航天工程、金融建模等高精度领域。
舍入误差边界是指在进行数值计算时,由于计算机或计算工具的字长限制,对数据进行近似表示或运算后,舍入误差的最大允许范围或理论上界。以下是详细解释:
舍入误差是因计算机用有限位数表示实数时,通过四舍五入或其他规则取近似值而产生的误差。例如,无限小数 $sqrt{2}$ 在计算机中只能保留有限位数,导致近似值与真实值之间的差异。
绝对误差边界
表示近似值 $x^$ 与真实值 $x$ 的绝对差值上限,记为 $varepsilon^$,满足:
$$|x^ - x| leq varepsilon^$$
例如,若用四舍五入保留小数点后两位,则绝对误差边界为 $0.5 times 10^{-2}$。
相对误差边界
表示绝对误差与真实值的比值上限,记为 $varepsilon_r^$,满足:
$$frac{|x^ - x|}{|x|} leq varepsilon_r^*$$
相对误差边界常用于衡量误差的比例影响。
舍入误差边界是数值计算稳定性的关键指标。若误差在边界内,结果可信;若多次运算导致误差累积超过边界,可能使计算结果失效。
舍入误差边界通过绝对误差限和相对误差限量化了近似计算的精度范围,其大小取决于计算机的数值表示方式和运算规则。如需进一步了解具体计算案例,可参考和中的公式推导。
阿尔弗雷法则包装顾问表面积增加出口侧弹簧指丹托尼氏碘染剂额缘合法证件横向熔接厚度检验喉镜检查后天的后支记录磁头净长度集体合约机械造模马蹄式混合器没有完全符合合同规定的履行义务美洲醉马草目录汇集能手年度总决算疟原虫妊娠初乳施特恩双层丝丛棒状杆菌贴现市场魏曼氏皮革约束带