
【計】 guard digit
protect; safeguard; ensure; patronize; preserve; shelter; shield; preservation
protection
【計】 protection
【化】 covering
【醫】 conservancy; protection
【經】 custody; safeguard
a few; count; enumerate; fate; frequently; list; number; numeral; numeric
reckon; repeatedly; serveral
【計】 crossing number; N
【醫】 number
【經】 number
【計】 C; CH; character
在計算機科學與數值分析領域,"保護數字符"(英文:Guard Digit)指浮點數運算中為減少舍入誤差而額外保留的輔助數字。其核心作用是提高計算精度,尤其在減法或加法中抵消相近大數相消導緻的精度損失。
當兩個相近的浮點數相減時,有效數字的高位會相互抵消,導緻低位舍入誤差被放大。例如計算 ( a = 1.23456 times 10 ) 與 ( b = 1.23455 times 10 ) 的差時: $$ begin{align} a - b &= (1.23456 - 1.23455) times 10 &= 0.00001 times 10 &= 1.0 times 10^{-2} end{align} $$ 若系統僅保留5位有效數字,無保護位時結果可能因舍入錯誤歸零。保護數字符通過臨時擴展精度(如多保留1-2位),确保中間計算結果更精确。
IEEE 754标準要求基礎運算(如加法、乘法)至少使用1個保護位。例如在乘法中,若操作數有p位精度,乘積需保留2p位再舍入,此時保護位存儲臨時高精度結果。
在求解二次方程或數值積分時,保護位可避免因相近數相減導緻的有效數字完全丢失,提升算法穩定性(參考《Numerical Recipes》第3版)。
根據美國國家标準與技術研究院(NIST)術語庫定義:
"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."
(保護數字符是在浮點運算中臨時使用的額外數字,用于使中間計算結果獲得比存儲格式更高精度)NIST Digital Library of Mathematical Functions。
參考文獻
“保護數字符”是一個計算機領域的專業術語,其核心含義是通過特定技術手段确保數字信息或符號的完整性、安全性。以下是詳細解釋:
定義與作用
應用場景
延伸意義
如需進一步了解具體技術實現,可參考計算機算法或信息安全相關文獻。
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