pf-5. 計算誤差
Python 入門)
URL: https://www.kkaneko.jp/pro/pf/index.html
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金子邦彦
コンピュータの実践的な理解
批判的思考
2
コンピュータでの数値の扱
コンピュータは、整数だけでなく、小数点以下の値を含む
数値浮動小数点数)をことができる。
浮動小数点数は、通常、コンピュータが、10進数で約15-
16桁の精度まで数値を保持できるものである。
有限の精度であるため、この範囲を超える数値10進数
17桁以上の数値)を計算しよとする微小な誤差が発生
する。
精密な計算を行場合などは、精度について理解しておく
ことが重要となる。
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コンピュータによる「1÷3」 の計算
コンピュータを使って1 ÷ 3」を計算してみるとどなる
でしょか?
コンピュータは「0.3333333333333333」などと表示
しかし,「無限に続く」数値を表現することはできない
つまり、「1 ÷ 3」の正確な値を計算できない
コンピュータが表示する結果には小さな誤差が含まれている
(精度に限界がある)と理解してください.
コンピュータを使った計算に注意してください.
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trinket
Trinket オンラインPythonHTML 等の学習サイト
有料の機能と無料の機能がある
自分が作成した Python プログラムを公開し、他の人に実
行してもらことが可能(そのとき、書き替えて実行も可
能)
Python の標準機能を登載、その他、次のモジュールや
パッケージがインストール済み
math, matplotlib.pyplot, numpy, operator, processing, pygal,
random, re, string, time, turtle, urllib.request
5
trinket Python, HTML などのプログラムを書き実行でき
サイト
https://trinket.io/python/0fd59392c8
のよに、違プログラムには違URL が割り当てられる
実行が開始しないときは、「実行ボタン」で実行
ソースコードを書き替えて再度実行することも可能
trinket でのプログラム実行
6
ソースコードの
メイン画面 実行結果
実行、STOP ボタン
演習
資料:8, 9
トピックス
計算誤差
7
8
trinket の次のページを開く
https://trinket.io/python/8d555705c1
実行結果が,次のように表示されることを確認
1/3, 1/6, 1/9 を計算
計算誤差がある
9
trinket の次のページを開く
https://trinket.io/python/8a180f7d80
実行結果が,次のように表示されることを確認
0.3333333333333 3 倍を計算
計算誤差がある
コンピュータ計算と誤差
コンピュータを使えば計算は完璧に正確-この思い込
みは避けましょ
例えば,「1 ÷3」の計算結果は,完全な精度では表示で
きません.少ないながらも誤差が含まれます
しかしこの微小な誤差は、多くの場合、私たちの作業には
十分な精度
少しの誤差を許容すれば、多くの計算が効率的に処理でき
とい考え方も.
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コンピュータの実践的な理解
コンピュータがどのよに数値を処理するかを理解することで、
技術に対する洞察が深まります。これは、プログラミング、
データ分析、AI など、コンピュータを用いた様々な活動での
基礎になります。
批判的思考
コンピュータを使えば計算は完璧に正確」とい一般的な
い込みを覆すことで、常に批判的に見ることや、根拠を確認す
ることが重要である。このよな批判的な視点は、学習への意
欲を刺激し、より深く物事を理解するための道筋を開くことが
できます。
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全体まとめ
1.コンピュータでは、整数や、小数点以下の値を含む数値
浮動小数点数を扱
2.浮動小数点数の精度は有限で、通常10進数で約15-16
までとなる。この範囲を超えると微小な誤差が発生する可
能性がある。
3.1 ÷ 3」のよな簡単な計算でも、コンピュータは結果
完全に正確に表示することができない
0.3333333333333333」のよに表示され、微小な誤
が含まれている。
4.コンピュータを使えば計算は完璧に正確」とい一般的
思い込みを覆すことが大切である
5.微小な誤差があったとしても、多くの場合、実際の作業で
は十分な精度である。微小な誤差を許容することで、多く
計算が効率的に処理できる。この考え方は実用的な視点
から重要である。 12