จุดลอยตัวคืออะไร?

แม้จะมีชื่อที่เป็นรูปธรรม แต่จุดลอยตัวเป็นสิ่งที่ไม่มีทางเทคนิคผู้คนไม่สามารถพิสูจน์การมีอยู่ของมันได้ แต่มีการใช้งานหลายล้านครั้งต่อวันในการใช้งานคอมพิวเตอร์วิธีการนี้เกิดขึ้นได้อย่างไรและน่าหลงใหลต่อผู้คนมากมาย

จุดลอยตัวคือหัวใจของมันเป็นตัวเลขในแง่ทางเทคนิคมันเป็นตัวแทนดิจิตอลของตัวเลขการประมาณจำนวนจริงอย่างไรก็ตามไม่มีอยู่ในบรรทัดตัวเลขหรือในหน้าของตำราคณิตศาสตร์จุดลอยตัวเป็นพื้นฐานของการคำนวณคอมพิวเตอร์

โดยปกติตัวเลขเหล่านี้เป็นการรวมกันของจำนวนเต็มและตัวคูณที่หลากหลายในแง่คอมพิวเตอร์หมายเลขสองมักจะเป็นฐานในการดำเนินการดังกล่าวการใช้ฐานและเลขชี้กำลังต่าง ๆ คอมพิวเตอร์จะดำเนินการโดยคนนับล้านการดำเนินการส่วนใหญ่เหล่านี้ใช้พลังงานจากหมายเลขจุดลอยตัว

ความคิดที่อยู่เบื้องหลังหมายเลขจุดลอยตัวคือการสร้างตัวเลขสุ่มเพียงพอที่จะเพิ่มพลังงานการโต้ตอบข้อมูลที่ซับซ้อนบ่อยครั้งซึ่งประกอบไปด้วยฟังก์ชั่นพื้นฐานและซับซ้อนที่สุดของคอมพิวเตอร์ตัวอย่างเช่นการแสดงวันที่และเวลาอาจใช้เวลาสองสามหรืออาจมีการคำนวณจำนวนมากขึ้นอยู่กับตัวแปรจำนวนมากอย่างไรก็ตามการแสดงตัวเลือกและผลลัพธ์สำหรับโปรแกรมซอฟต์แวร์ที่ใช้กราฟิกที่มีความเข้มข้นอาจต้องมีการคำนวณจำนวนหลายล้าน

ผลพลอยได้ที่น่าสนใจบางครั้งของการคำนวณเหล่านี้คือตัวเลขที่จะเท่ากับบรรทัดตัวเลขหรือในสมการตัวเลขสามารถอยู่ร่วมกันได้ตัวอย่างเช่นทั้ง 0.01 x 10 (1) และ 1.00 x 10 (-1) เท่ากับ 0.1 ถ้าเราเขียนเป็นส่วนหนึ่งของสมการ แต่การคำนวณจุดลอยตัวอนุญาตทั้งสองเพราะพวกเขาเขียนแตกต่างกันสมการซึ่งมีแนวโน้มที่จะต้องการลดความซับซ้อนของสิ่งต่าง ๆ ให้มากที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ไม่ใช่การคำนวณจุดลอยตัวและในทางกลับกัน

ปัญหาหนึ่งโดยรอบการคำนวณดังกล่าวซึ่งค่อนข้างไม่เป็นที่นิยมกับผู้ผลิตซอฟต์แวร์ทางการเงินผู้ใช้ที่ต้องการการคำนวณที่แน่นอนลงในด้านเล็ก ๆ ของทศนิยมคือตัวเลขไม่แน่นอนเลยมันเป็นเรื่องดีและดีที่จะบอกเวลาและวันที่โดยใช้การคำนวณประเภทนี้ แต่การกำหนดมูลค่าสุทธิของ บริษัท ข้ามชาติสำหรับปีบัญชีที่กำหนดนั้นต้องการการบัญชีตัวเลขที่ชัดเจนกว่าการสุ่มโดยธรรมชาติที่การคำนวณจุดลอยตัวจะให้คำพูดมากชี้ให้เห็นว่าตัวเลขไม่ได้มีเสถียรภาพเลยและความไม่มั่นคงประเภทนั้นทำให้ผู้เชี่ยวชาญด้านการเงินอึดอัด

เลขคณิตจุดลอยตัวได้รับความนิยมจากผู้ผลิตฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์ทั่วโลกหนึ่งในมาตรฐานที่ได้รับความนิยมมากที่สุดในปัจจุบันคือ IEEE Standard ซึ่งเป็นแนวทางระหว่างประเทศสำหรับการจัดโครงสร้างและวิเคราะห์การคำนวณเหล่านี้มาตรฐานนี้เป็นพื้นฐานของภาษาการเขียนโปรแกรมจำนวนมากและโปรโตคอลความปลอดภัย