Abo
  • Services:

Bounded Floating Point: Patent grenzt Genauigkeitsfehler bei Fließkommazahlen ein

Ob die Konstante Pi oder das Quadrat von 0,1: Fließkommazahlen bringen Ungenauigkeiten mit sich. Im Militäreinsatz hat es dadurch auch schon Tote gegeben. Ein Patent für Bounded Floating Point soll diesen Fehler einschränken. Das Prinzip ist dabei schon länger bekannt.

Artikel veröffentlicht am ,
Die Kreiszahl Pi ist für Computersysteme ein Problem.
Die Kreiszahl Pi ist für Computersysteme ein Problem. (Bild: Pixabay/CC0 1.0)

Der Wissenschaftler Alan Jorgensen hat ein Patent für die Methode des Bounded Floating Point eingereicht. In einer Pressemitteilung stellt er die Technik vor, die den Genauigkeitsfehler bei Fließkommazahlen minimieren soll. In den meisten Programmiersprachen werden Datentypen wie Float und Double zur Repräsentation reeller Zahlen mit Kommastellen verwendet.

Stellenmarkt
  1. ALBA Nordbaden GmbH, Karlsruhe
  2. Versicherungskammer Bayern, Saarbrücken, München

Allerdings ist die binäre Darstellung mit Mantisse und Exponent in vielen Situationen ungenau und einigen Situationen sogar kritisch. 1991 etwa verfehlte in Saudi-Arabien eine ballistische Rakete vom Typ Patriot eine feindliche Scud-Rakete. Dadurch starben 28 US-Soldaten. Den Fehler führen viele Forscher auf den Genauigkeitsfehler von Fließkommazahlen zurück, die in der Zielautomatik der Patriot-Rakete zum Berechnen der Zieldaten verwendet werden. Auch in anderen Situationen, etwa der Raumfahrt, sind sehr exakte Berechnungen wichtig.

Eingrenzen auf Plus-Minus-Eins an der letzten Kommastelle

Die Ungenauigkeit von Fließkommazahlen vergrößert sich mit längeren Algorithmen, die eine leicht ungenaue Zahl mehrfach in mathematischen Gleichungen verwenden. Auch wichtige Zahlen wie etwa Pi sind selbst mit doppelter Genauigkeit nur Rundungen. Bounded Floating Point soll diesen Genauigkeitsfehler auf Plus-Minus-Eins an der letzten Kommastelle eingrenzen.

Dazu führt das Format zwei Felder zwischen dem 8-Bit-Exponenten und der 23-Bit-Mantisse bei einfacher beziehungsweise dem 11-Bit-Exponenten und der 52-Bit-Mantisse bei doppelter Genauigkeit ein, die den Wert eingrenzen. Das D-Feld speichert Informationen über Bits des Datentyps, die nicht mehr berücksichtigt werden müssen. Das N-Feld teilt sich in R und C, wobei Ersteres die Rundungsbits beinhaltet und C die Rundungsfehler zählt. Wenn C größer als D wird, setzt es sich auf 0 zurück. Eine anschauliche Beschreibung hat die Webseite Boundedfloatingpoint.com veröffentlicht. Allerdings ist nicht ganz klar, wie viele Bits Datentypen wie Float und Double insgesamt hinzugefügt werden.

Das US-Patent 9.816.662 B2 wurde von Jorgensen im November 2017 eingereicht. Allerdings ist die Pressemitteilung erst Anfang 2018 veröffentlicht worden. Die Idee von Bounded Floating Point ist zudem nicht neu. Das Patent könnte dessen Standardisierung vereinfachen und beschleunigen.



Anzeige
Top-Angebote
  1. 499€ (Bestpreis!)
  2. 569€ (Bestpreis!)
  3. 64,90€ für Prime-Mitglieder (Vergleichspreis 72,88€)
  4. (u. a. LG OLED65W8PLA für 4.444€ statt 4.995€ im Vergleich)

Proctrap 31. Jan 2018

Frage deiner Spezifikation wie genau deine Berechnungen sein müssen allein bei assertions...

baltasaronmeth 28. Jan 2018

Das ist ein Fehler ausgelöst durch die Genauigkeit. Das ist wie ein Rundungsfehler, was...

ulink 28. Jan 2018

Wusstest Du denn nicht, dass das alles lediglich dazu dient, Leben zu retten?

Oheim 28. Jan 2018

Das Patent bezieht sich auf ein konkrete Implementierung mit einem bestimmten Speicher...

hjp 27. Jan 2018

Und nächstes Jahr kommt die Buchhaltung drauf, dass sie eigentlich in 1000stel Cent...


Folgen Sie uns
       


Nvidia Geforce RTX 2080 und 2080 Ti - Test

Nvidia hat mit der RTX 2080 und 2080 Ti die derzeit leistungsstärksten Grafikkarten am Markt. Wir haben sie getestet.

Nvidia Geforce RTX 2080 und 2080 Ti - Test Video aufrufen
Augmented Reality: Das AR-Fabrikgelände aus dem Smartphone
Augmented Reality
Das AR-Fabrikgelände aus dem Smartphone

Derzeit ist viel von einer Augmented Reality Cloud die Rede. Golem.de hat mit dem Berliner Startup Visualix über den Stand der Technik und künftige Projekte für Unternehmenskunden gesprochen - und darüber, was die Neuerungen für Pokémon Go bedeuten könnten.
Ein Interview von Achim Fehrenbach

  1. Jarvish Motorradhelm bringt Alexa in den Kopf
  2. Patentantrag Apple plant Augmented-Reality in der Windschutzscheibe
  3. Magic Leap Lumin OS Erste Bilder des Betriebssystems für Augmented Reality

Probefahrt mit Tesla Model 3: Wie auf Schienen übers Golden Gate
Probefahrt mit Tesla Model 3
Wie auf Schienen übers Golden Gate

Die Produktion des Tesla Model 3 für den europäischen Markt wird gerade vorbereitet. Golem.de hat einen Tag in und um San Francisco getestet, was Käufer von dem Elektroauto erwarten können.
Ein Erfahrungsbericht von Friedhelm Greis

  1. 1.000 Autos pro Tag Tesla baut das hunderttausendste Model 3
  2. Goodwood Festival of Speed Tesla bringt Model 3 erstmals offiziell nach Europa
  3. Elektroauto Produktionsziel des Tesla Model 3 erreicht

Campusnetze: Das teure Versäumnis der Telekom
Campusnetze
Das teure Versäumnis der Telekom

Die Deutsche Telekom muss anderen Konzernen bei 5G-Campusnetzen entgegenkommen. Jahrzehntelang von Funklöchern auf dem Lande geplagt, wollen Siemens und die Automobilindustrie nun selbst Mobilfunknetze aufspannen. Auch der öffentliche Rundfunk will selbst 5G machen.
Eine Analyse von Achim Sawall

  1. Stadtnetzbetreiber 5G-Netz kann auch aus der Box kommen
  2. Achim Berg "In Sachen Gigabit ist Deutschland ein großer weißer Fleck"
  3. Telefónica Bündelung von Bandbreiten aus 4G und 5G ist doch möglich

    •  /