计算机浮点运算功能的发展历史、现状及发展趋势

时间: 2023-09-16 07:13:22 浏览: 259
计算机浮点运算是指在计算机中对浮点数进行加、减、乘、除等数学运算的过程。浮点运算是计算机科学的重要组成部分,对于现代计算机的性能和精度有着重要的影响。 浮点运算的历史可以追溯到20世纪40年代,当时的计算机主要采用定点数表示和计算。到了20世纪50年代,IBM公司推出了世界上第一台采用浮点数计算的计算机IBM 704,浮点数的表示方式是采用科学计数法。之后,浮点数运算逐渐成为了计算机中常见的运算方式,发展出了IEEE 754标准。 现在,计算机浮点运算已经非常成熟。主流的处理器架构(如x86、ARM等)都支持硬件加速的浮点运算单元,能够进行高速、精确的浮点运算。同时,也出现了各种针对浮点运算的数值计算库,例如BLAS、LAPACK等,能够提供高效的数值计算支持。 未来,随着人工智能、大数据、云计算等领域的快速发展,计算机浮点运算仍将继续发展。其中,深度学习和神经网络等领域对浮点运算的需求非常大,将会推动浮点运算技术的发展。同时,随着量子计算等新型计算机技术的发展,浮点运算也将得到更加广泛的应用。
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计算机浮点运算功能的发展历史,现状及发展趋势

计算机浮点运算功能的发展历史可以追溯到20世纪50年代,当时计算机的浮点运算是通过硬件电路实现的。20世纪70年代,出现了第一款用软件实现的浮点运算器,并在80年代得到广泛应用。 随着计算机技术的不断发展,现在的计算机浮点运算已经非常成熟,精度和速度都得到了很大的提升。现在的计算机浮点运算一般采用IEEE 754标准来实现,这个标准规定了浮点数的表示方法、运算规则和舍入模式等。 在未来,计算机浮点运算的发展趋势主要有以下几个方面: 1. 提高精度:随着科学计算和工程计算的不断深入,对于计算精度的要求也越来越高,因此未来的计算机浮点运算器需要提高精度,以满足更高的计算要求。 2. 增加并行性:随着计算机硬件的不断发展,计算机浮点运算器的并行性也得到了很大的提高。未来的计算机浮点运算器将进一步增加并行性,以提高计算速度。 3. 降低能耗:计算机浮点运算器的高能耗一直是一个问题,未来的计算机浮点运算器需要采用更加节能的设计,以降低能耗。 4. 增加可编程性:未来的计算机浮点运算器需要增加可编程性,以便于用户根据需要自定义计算方法,提高计算的灵活性和适用性。

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计算机浮点运算是指计算机对浮点数的加、减、乘、除等运算。浮点运算的发展经历了多个阶段,下面是大致的历史发展: 1. 早期计算机时期(1940-1950年代):早期计算机并未实现浮点运算,而是采用定点运算。定点运算是指将数值的小数点固定在某个位置上,进行整数的计算。 2. 浮点运算器时期(1950-1960年代):随着计算机技术的进步,浮点运算器被引入到计算机中。浮点运算器是一种专门用于浮点运算的处理器,它采用了IEEE754标准,可以对浮点数进行加、减、乘、除等运算。 3. 超级计算机时期(1970-1990年代):超级计算机的出现,使得浮点运算能力得到了大幅度提升。超级计算机采用了向量处理器和多处理器等技术,可以实现更高效的浮点运算。 4. 多核处理器时期(2000年代至今):随着多核处理器的出现,计算机浮点运算的性能得到了进一步提升。多核处理器可以同时处理多个浮点运算单元,从而提高计算效率。 目前,计算机浮点运算的发展趋势主要体现在以下几个方面: 1. 高精度计算:随着科学技术的发展,对高精度计算的需求越来越迫切。计算机浮点运算器的精度也在不断提高,从最初的16位到现在的128位。 2. GPU加速:GPU在图形处理上的表现已经得到了广泛认可。而近年来,越来越多的科学计算也开始借助GPU进行加速,包括浮点运算。 3. 量子计算:量子计算是一种全新的计算模式,具有高效和强大的计算能力。在量子计算中,浮点运算也是必不可少的一部分。 4. AI加速:随着人工智能技术的迅速发展,对计算机浮点运算的需求也在不断增加。因此,一些专门针对AI计算的加速器也开始出现,例如Google的TPU和Nvidia的GPU等。
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前言  第1章 引论   1.1 计算有什么用?    1.1.1 基础科学    1.1.2 应用科学    1.1.3 工程项目    1.1.4 日常生活   1.2 超高精度计算有什么用?   1.3 计算编程概述   1.4 一些缩写的解释 第1部分 原理与实现:通用仿真库  第2章 代码概述   2.1 基本内容   2.2 使用c++?    2.2.1 c还是c++?    2.2.2 c++与通用编程   2.3 c++代码的设计    2.3.1 使用模板    2.3.2 操作符重载 .   2.3.3 选择接口函数    2.3.4 参数传递    2.3.5 返回值处理    2.3.6 计算异常与诊断信息    2.3.7 内存布局   2.4 计算代码的测试    2.4.1 随机输入测试    2.4.2 特殊值测试    2.4.3 恒等式测试   2.5 代码的使用   2.6 伪码  第3章 通用整型运算   3.1 基本概念    3.1.1 记数法与数制    3.1.2 整型编码    3.1.3 编码位数换算   3.2 通用整型编码    3.2.1 数据定义    3.2.2 jype的选取   3.3 通用整型四则运算    3.3.1 加法    3.3.2 减法    3.3.3 乘法    3.3.4 除法   3.4 优化    3.4.1 加法    3.4.2 减法    3.4.3 乘法    3.4.4 除法   3.5 符号处理    3.5.1 原码,还是补码?    3.5.2 有符号通用整型的表示    3.5.3 符号操作   3.6 输入输出函数    3.6.1 输入函数    3.6.2 输出函数   3.7 代码使用  第4章 通用定点运算   4.1 基本概念    4.1.1 记数法    4.1.2 误差    4.1.3 舍入    4.1.4 有效数字   4.2 通用定点数编码    4.2.1 数据定义    4.2.2 符号处理   4.3 四则运算    4.3.1 加法和减法    4.3.2 乘法    4.3.3 除法   4.4 辅助操作   4.5 代码使用:计算派  第5章 浮点数与ieee浮点标准  第6章 通用浮点运算  第7章 通用基本函数库 第2部分 应用:x87fpu编程与vc6浮点库  第8章 x87fpu编程  第9章 编写自己的浮点库  第10章 如何反汇编代码  第11章 vc6浮点函数库  第12章 异常处理机制  第13章 浮点编程中的常见技巧 附录

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