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浮点乘英文解释翻译、浮点乘的近义词、反义词、例句

英语翻译:

【计】 floating multiply

相关词条:

1.floatingmultiplication  

分词翻译:

浮的英语翻译:

float; on the surface; unstable
【化】 flotation

点乘的英语翻译:

【计】 multiplication dot

专业解析

浮点乘(flloating-point multiplication)是计算机系统中对浮点数进行乘法运算的算术操作,其核心机制基于IEEE 754标准定义的二进制浮点表示法。该运算包含三个关键步骤:首先将两个浮点数的符号位进行异或运算确定结果符号,随后将指数部分进行代数相加并扣除偏移量,最后对尾数执行定点乘法并规范化处理。

在硬件实现层面,现代处理器采用专用的浮点运算单元(FPU),通过流水线设计实现并行处理。例如Intel的AVX-512指令集支持每周期完成8个双精度浮点乘法运算,这种设计显著提升了科学计算和图形渲染的效率(参考:Intel® 64 and IA-32 Architectures Optimization Reference Manual)。

浮点乘法的误差控制遵循IEEE 754-2019标准规定的四种舍入模式:向最接近数舍入(Round to Nearest, Ties to Even)、向零舍入、向下舍入和向上舍入。该标准特别规定了次正规数(subnormal numbers)的处理方式,确保极小数值的运算精度(参考:IEEE Standard for Floating-Point Arithmetic, IEEE Std 754-2019)。

在应用场景中,浮点乘法被广泛运用于矩阵运算(如BLAS库的dgemm函数)、3D图形变换(OpenGL着色器)以及深度学习框架(如TensorFlow的卷积核计算)。NVIDIA在其CUDA编程指南中详细描述了GPU架构下的浮点乘法优化策略,包括利用融合乘加(FMA)指令减少舍入误差(参考:CUDA C++ Programming Guide)。

网络扩展解释

浮点乘法是计算机中对浮点数进行相乘运算的过程,其核心是对科学计数法形式的数值进行处理。以下是详细解释:

一、浮点数表示

浮点数一般由三部分组成(以IEEE 754标准为例):

  1. 符号位(1位):0表示正数,1表示负数
  2. 指数位(8位单精度/11位双精度):存储偏移后的指数值(偏移量单精度为127,双精度为1023)
  3. 尾数位(23位单精度/52位双精度):存储规格化后的有效数字(隐含前导1)

二、乘法步骤

  1. 符号计算: 结果的符号位 = 被乘数符号位 ^ 乘数符号位(异或操作)

  2. 指数相加: 实际指数 = 被乘数指数 + 乘数指数 - 偏移量 (例如单精度:$E_{result} = E_1 + E_2 - 127$)

  3. 尾数相乘:

    • 将隐含的1显式添加到尾数前(形成1.M形式)
    • 执行定点乘法:$(1.M_1) times (1.M_2)$
    • 结果可能产生2位整数部分(如1.1×1.1=10.01)
  4. 规格化处理:

    • 若乘积≥2,右移尾数并指数+1
    • 若乘积<1,左移尾数并指数-1
    • 单精度需保持24位有效数字(含隐含位)
  5. 舍入处理: 根据IEEE 754的四种舍入模式(最近偶数/向零/正向无穷/负向无穷)调整尾数

三、特殊值处理

情况类型 处理规则
零相乘 结果为0(符号位按异或规则)
无穷×非零数 结果为无穷(符号位异或)
NaN参与运算 结果必为NaN
指数溢出 标记为无穷
指数下溢 标记为0(非规格化数)

四、误差分析

浮点乘法可能产生:

例如计算 $(1.5 times 2^{10}) times (1.25 times 2^{5})$:

  1. 符号位异或:0 ^ 0 = 0
  2. 指数计算:10 + 5 + 127(偏移) = 142 → 存储值142-127=15
  3. 尾数相乘:1.1(二进制) × 1.01(二进制) = 10.001
  4. 规格化:右移1位得1.0001,指数+1变为16
  5. 最终结果:$1.0001 times 2^{16}$(二进制)

该运算过程体现了浮点乘法在有限精度下的数值处理特性,这些特性在科学计算、图形渲染等领域有重要应用,但也需要开发者注意精度控制。

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