¿qué idiomas exponen IEEE 754 trampas para el desarrollador?

Question

Me gustaría jugar con esas trampas con fines educativos.

Un problema común con el comportamiento predeterminado en el cálculo numérico es que "extrañamos" el Nan (o + -inf) que apareció en una operación incorrecta. El comportamiento predeterminado es la propagación a través del cálculo, pero algunas operaciones (como las comparaciones) rompen la cadena y sueltan el Nan, y el resto del tratamiento continúa sin reconocer la singularidad en los pasos previos del algoritmo.

A veces tenemos formas de reaccionar a este tipo de evento: prolongando una función ("0/0 = 12 en mi caso"), o en simulación de dominio de tiempo lanzando el paso e intentando con otras configuraciones (como predictor, el tamaño del paso o lo que sea).

Así que aquí está mi pregunta: ¿conoce los idiomas que exponen las trampas IEEE754 para el desarrollador? No tengo ganas de jugar con ASM por eso.

Answer 1

C y probablemente la mayoría de los lenguajes derivados de él como C++ o python (aunque puede ser un acceso indirecto). Probablemente sea razonable esperar que los idiomas de bajo nivel tengan dicho soporte.

Consulte http://www.math.utah.edu/~beebe/software/ieee/#c-notes que tiene numerosas secuencias de comandos y notas sobre cómo trabajar con números IEEE 754. En particular, of1.c trata con excepciones de coma flotante. Finalmente, desde la fuente http://grouper.ieee.org/groups/754/reading.html que incluye un montón de información útil.

Answer 2

Por lo que yo sé, usted tiene dos opciones para flotar el manejo de excepciones punto en C y C++:

En primer lugar, si se desactiva/mask excepciones de punto flotante (que la mayoría de los ambientes hacen de forma predeterminada), se puede ver si se han producido excepciones de coma flotante llamando al fetestexcept. fetestexcept no está disponible en Visual C++, pero puede robar la implementación de MinGW Runtime con la suficiente facilidad. (Está en el dominio público.) Una vez que se ha marcado una excepción, no se borrará hasta que llame a feclearexcept, por lo que puede llamar a fetestexcept al final de una serie de cálculos para ver si alguno de ellos generó una excepción. Esto no le proporciona las trampas que solicitó, pero le permite probar si se han producido problemas como NaN o +/- inf y reaccionar según sea necesario.

En segundo lugar, puede activar/desactivar las excepciones de punto flotante llamando a feenableexcept en Linux o _controlfp en Windows. La forma en que el sistema operativo maneje una excepción de coma flotante generada por el procesador depende de su sistema operativo.

• En Linux, el sistema operativo envía una señal SIGFPE, para que pueda instalar un manejador de señales para coger eso y establecer un indicador que le dice a su rutina para reaccionar adecuadamente.
• En Windows, el sistema operativo invoca el control de excepciones estructurado para convertir la excepción del procesador en una excepción de lenguaje que se puede coger con un bloque de __try/__catch en C o try/catch bloque en C++.
• Actualización: Para Mac OS X, como se describe en this answer, usted debe ser capaz de activar/desenmascarar excepciones usando _MM_SET_EXCEPTION_MASK de xmmintrin.h, y siempre y cuando se utilizan las opciones del compilador por defecto (es decir, no desactivar SSE) , deberías poder capturar excepciones usando SIGFPE.

(He escrito un poco más sobre este y otros problemas de punto flotante en C y C++ en this blog posting si tiene curiosidad.)

Answer 3

No estoy seguro de cuál es el estándar, pero puedo decirte lo que he visto por experiencia, ya que puede ser útil. He codificado en C++ y los de NaN son a veces mi peor pesadilla. Aparecen en silencio y se propagan a través del cómputo hasta el final, hasta que tengo salida inútil. A menudo tuve que crear código adicional para detectar específicamente las circunstancias que causan NaN. Estoy usando Visual C++ 2008, así que espero que siga el estándar IEEE de esta manera.

Answer 4

El lenguaje de programación de Maple tiene un modelo numérico que respeta IEEE-754 y le permite configurar sus propios manipuladores de trampa, si lo desea. Estos son algunos enlaces:

• Differences between IEEE-754 and Maple's numerics (que son bastante menor - es en su mayoría sólo nombres de funciones)
• General info on numeric computation in Maple
• Info on how to obtain & set numeric event handlers (el término de arce para los manejadores de interrupciones)

Un raro La propiedad de Maple es que los números de coma flotante predeterminados son decimales (no binarios) y de precisión arbitraria. Si desea tratar con números de coma flotante binarios de 64 bits, envuélvalos en HFloat. Por ejemplo, 0.2 representa el número decimal exactamente, mientras que HFloat(0.2) representa el mismo número se obtendría mediante la asignación de 0,2 a un doble en C. Esto es evidente mediante la ejecución, por ejemplo,

a := HFloat(0.2); 
b := 0.2; 
evalf[20](a - b); 

Este calcula la diferencia entre a y b usando una aritmética de 20 dígitos decimales, y el resultado es 0.11E-16.