MN 2 Propagacja błędów zaokrągleń

Wykład 2 Propagacja błędów zaokrągleń

  1. Błąd reprezentacji komputerowej

Zapisy w pamięci komputera muszą mieć ograniczoną z góry określoną liczbę bitów.

Liczby zapisywane są dwoma sposobami:

Ile wynosi w Excelu – na ilu bitach jest zapisana mantysa?

  1. Liczby przybliżone = przedział zapis Kryłowa-Bradisa

Propagacja błędów – błąd funkcji zaburzonych argumentów

Extrema w obszarze = optymalizacja

Arytmetyka przedziałowa – A.Marciniak: „Object Pascal”

Wynik jest funkcją wielu danych

błąd wyniku zależy od błędów argumentów ze wzoru Taylora

oszacowanie krańcowe

wprowadzając błędy względne

gdzie wskaźniki uwarunkowania

Przykład

Oszacowania błędów operacji arytmetycznych wynikających z błędów danych wejściowych i zaokrąglenia wyniku (błąd reprezentacji)

Uwaga: występuje wzmocnienie błędów gdy

Uwarunkowanie

Jeśli małe, względne zmiany danych zadania powodują duże względne zmiany jego rozwiązania to takie zadanie nazywany źle uwarunkowanym numerycznie.

Zadanie: obliczenie wartości funkcji złożonej

Błąd reprezentacji i propagacja błędów danych wejściowych

gdzie

stąd błąd nieunikniony zadania – maksymalna graniczna dokładność

współczynniki przy błędach danych wejściowych nazywamy wskaźnikami uwarunkowania

Algorytm: najpierw w pętli obliczamy i zapisujemy funkcje wewnętrzne a potem funkcję zewnętrzną

Stosując tą samą technikę oszacowań granicznych otrzymamy kolejno:

dla j=1,q

end i

stąd błąd algorytmu

środkowy człon określa wpływ zaokrągleń wyników pośrednich

ostatni człon – różniczkowanie funkcji złożonej zaburzone sumowaniem wartości

bezwzględnych składników

Lemat Wilkinsona

Błędy zaokrągleń numerycznych są równoważne zastępczemu zaburzeniu danych

Wynika z niego między innymi, że odpowiedni dobór znaków błędów powinien zastąpić bezwzględne wartości pochodnych i oszacowanie błędu byłoby zgodne ze wzorem na różniczkę funkcji danych

Trzeci człon powinien wyrażać propagację błędów danych wejściowych jest bardzo podobny do zasadniczego członu wzoru na błąd nieunikniony zadania - ale niestety dodatkowe wartości bezwzględne zwiększają oszacowanie i czynią je sztucznym – co sygnalizuje złamanie lematu Wilkinsona

Ostatecznie błąd algorytmu należy ograniczyć do

Przykład

Obliczenie różnicy kwadratów dwoma algorytmami

Algorytm 1

Algorytm 2

oszacowania błędów algorytmów dla różnią się wielkością trzeciego członu określającego wpływ zaokrągleń wyników pośrednich – drugi algorytm jest zawsze lepszy np.: dla , otrzymamy

Algorytm 1

Algorytm 2

Krupka J., Miękina A., Morawski R., Opalski L. Wstęp do metod numerycznych dla studentów ETI Oficyna PW 2009

Fortuna Z., Macukow B., Wąsowski J.: „Metody numetyczne” WNT Warszawa 1982

Wilkinson J.: „Błedy zaokrąglen numerycznych w procesach algebraicznych” PWN Warszawa 1987

Stoer J.: „Wstęp do metod numerycznych” PWN 1979


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
MN 3 Statystyczne własności błędów zaokrągleń
MN 3 Statystyczne własności błędów zaokrągleń
MN 4 Minimalizacja błędów kumulacji
LAB1 MN, AutarKaw Propagation of errors
Podstawy MN 2007
teoria bledow 2
perswazja wykład11 2009 Propaganda
Uczestnicy s mn
Biofizyka komórki II Propagacja impulsu
Skutki nazistowskiej propagandy
Wyklad mn 2
Wyklad mn 9
10 najczesciej popelnianych bledow w rozliczeniach vat
17 smiertelnych bledow szefa full version
04 DONAJKO O Nierzetelność przyczyną spiętrzenia błędów prowadzących do zagrożenia katastrofą budowl
Bahuvedaniya Sutta-wiele rodzajów uczuć MN 2;59, Kanon pali -TEKST (różne zbiory)
Król - Propaganda i indoktrynacja w państwach totalitarnych1, E.C.Król, Przywództwo w państwach tota
RACHUNKOWOŚĆ WSZIB KRAKÓW SEMESTR II - POPRAWIANIE BŁĘDÓW KSIĘGOWYCH, Dokumenty(1)

więcej podobnych podstron