Основы программирования на C++, PASCAL

С ростом абсолютного значения интервал между соседними точками растет. Он равен (при двоично-нормализованной форме с плавающей точкой) 2-t х 2p = 2p-t, где р — порядок числа, a t — количество двоичных разрядов в мантиссе. Ясно, что с ростом абсолютной величины числа его порядок (р) растет и, следовательно, растет шаг между двумя соседними значениями. Минимальный шаг

максимальный шаг

Например, если рmin = -64; рmax = 63; t = 24, то имеем Δrmin = 2-88; Δrmax   = 239.

Казалось бы, значения множества точно представимых вещественных чисел можно пронумеровать и таким образом определить на нем понятия «следующий», «предыдущий». Однако расстояние между двумя последовательными значениями на этом множестве оказывается величиной субъективной, в частности, зависящей от размера ячейки памяти, в которой хранится число. Например, если под мантиссу выделяется 3 байта, то следующее значение получается путем прибавления к мантиссе единицы в 24-м разряде; если 5 байт — единицы в 40-м разряде.

Бесконечное количество действительных чисел вообще непредставимо точно в памяти ЭВМ. Если вещественное значение X попадает между двумя точно пред ставимыми значениями ri и ri+1, то оно заменяется на значение меньшего по модулю из этой пары чисел (некоторые типы процессоров выполняют «правильное» округление). Следовательно, в общем случае вещественные числа хранятся в памяти приближенно, т.е. несут в себе погрешность, которая называется погрешностью машинного округления.

Из сказанного следует, что если два числа X и Y удовлетворяют условиям ri < X < ri+1; ri < Y < ri+1, но Х ≠ Y, то в машинном представлении они неразличимы.

Разность между вещественной единицей и ближайшим к ней числом, представимым в памяти машины, называется машинным эпсилон ε. Иначе говоря, если ri = 1, то ri+1= 1 + ε. Легко понять, что величина машинного ε связана только с разрядностью мантиссы в представлении вещественных чисел на данной ЭВМ.

Для определения величины машинного ε можно использовать следующую программу:

Program EpsiIon;

Var Eps: Real;

Begin Eps:=1/2;

While 1.0+Eps>l.0 Do

Eps:=Eps/2;

WriteLn('Машинный эпсилон=',Eps)

End.

Упражнения

1. С помощью приведенной выше программы определите на Вашем компьютере величину машинного ε.