
【计】 guard digit
protect; safeguard; ensure; patronize; preserve; shelter; shield; preservation
protection
【计】 protection
【化】 covering
【医】 conservancy; protection
【经】 custody; safeguard
a few; count; enumerate; fate; frequently; list; number; numeral; numeric
reckon; repeatedly; serveral
【计】 crossing number; N
【医】 number
【经】 number
【计】 C; CH; character
在计算机科学与数值分析领域,"保护数字符"(英文:Guard Digit)指浮点数运算中为减少舍入误差而额外保留的辅助数字。其核心作用是提高计算精度,尤其在减法或加法中抵消相近大数相消导致的精度损失。
当两个相近的浮点数相减时,有效数字的高位会相互抵消,导致低位舍入误差被放大。例如计算 ( a = 1.23456 times 10 ) 与 ( b = 1.23455 times 10 ) 的差时: $$ begin{align} a - b &= (1.23456 - 1.23455) times 10 &= 0.00001 times 10 &= 1.0 times 10^{-2} end{align} $$ 若系统仅保留5位有效数字,无保护位时结果可能因舍入错误归零。保护数字符通过临时扩展精度(如多保留1-2位),确保中间计算结果更精确。
IEEE 754标准要求基础运算(如加法、乘法)至少使用1个保护位。例如在乘法中,若操作数有p位精度,乘积需保留2p位再舍入,此时保护位存储临时高精度结果。
在求解二次方程或数值积分时,保护位可避免因相近数相减导致的有效数字完全丢失,提升算法稳定性(参考《Numerical Recipes》第3版)。
根据美国国家标准与技术研究院(NIST)术语库定义:
"A guard digit is an extra digit temporarily used in floating-point arithmetic to achieve higher precision in intermediate calculations than the stored format allows."
(保护数字符是在浮点运算中临时使用的额外数字,用于使中间计算结果获得比存储格式更高精度)NIST Digital Library of Mathematical Functions。
参考文献
“保护数字符”是一个计算机领域的专业术语,其核心含义是通过特定技术手段确保数字信息或符号的完整性、安全性。以下是详细解释:
定义与作用
应用场景
延伸意义
如需进一步了解具体技术实现,可参考计算机算法或信息安全相关文献。
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