ประวัติ ของ จำนวนจุดลอยตัว

คอนรัด ทซูเซอ สถาปนิกผู้ประดิษฐ์คอมพิวเตอร์ฐานสองเชิงกลที่สามารถโปรแกรมได้เครื่องแรก ซึ่งทำงานด้วยจำนวนจุดลอยตัวฐานสอง 22 บิต

เมื่อ พ.ศ. 2481 คอนรัด ทซูเซอ (Konrad Zuse) จากเบอร์ลิน ประดิษฐ์คอมพิวเตอร์ฐานสองเชิงกลที่สามารถโปรแกรมได้เครื่องแรกชื่อ Z1 ทำงานด้วยจำนวนจุดลอยตัวฐานสอง 22 บิต โดยมีเลขชี้กำลังแบบมีเครื่องหมาย 7 บิต ซิกนิฟิแคนด์ 15 บิต (รวมหนึ่งบิตที่ซ่อนไว้) และบิตเครื่องหมาย 1 บิต หน่วยความจำใช้ส่วนโลหะเลื่อนไปมาเพื่อเก็บบันทึกจำนวนเช่นนั้นได้ 64 จำนวน ต่อมาเครื่อง Z3 ที่พัฒนาด้วยรีเลย์ถูกสร้างขึ้นใน พ.ศ. 2484 ได้พัฒนาเลขคณิตของจำนวนจุดลอยตัวให้เกิดผล ยกเว้นการแทนจำนวนสำหรับค่าอนันต์บวกลบและค่าที่ไม่นิยาม[3]

คอมพิวเตอร์ เชิงพาณิชย์ เครื่องแรกที่มีฮาร์ดแวร์จำนวนจุดลอยตัวคือ Z4 ของทซูเซอ ออกแบบและสร้างขึ้นระหว่าง พ.ศ. 2485–2488 คอมพิวเตอร์มาร์ก V ของเบลล์แลบอลาทอรีส์ใช้งานจำนวนจุดลอยตัวฐานสิบใน พ.ศ. 2489 เวลาต่อมาเกือบทศวรรษคือ พ.ศ. 2497 คอมพิวเตอร์ไอบีเอ็ม 704 ซึ่งใช้หลอดสุญญากาศถูกสร้างขึ้นเพื่อจำหน่ายจำนวนมาก คอมพิวเตอร์รุ่นดังกล่าวได้แนะนำการใช้งานเลขชี้กำลังแบบไบแอส หลายทศวรรษหลังจากนั้น ฮาร์ดแวร์จำนวนจุดลอยตัวเป็นคุณลักษณะทางเลือก และคอมพิวเตอร์ที่มีคุณลักษณะนี้ถูกเรียกว่า "คอมพิวเตอร์วิทยาศาสตร์" หรือมีความสามารถใน "การคำนวณทางวิทยาศาสตร์" ไม่บรรจุเป็นมาตรฐาน จนกระทั่ง พ.ศ. 2532 คอมพิวเตอร์สำหรับ จุดประสงค์ทั่วไป มีความสามารถเกี่ยวกับจำนวนจุดลอยตัวในฮาร์ดแวร์เป็นมาตรฐาน

ชุดคอมพิวเตอร์ยูนิแวก 1100/2200 แนะนำขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2505 รองรับรูปแบบจำนวนจุดลอยตัวได้สองรูปแบบ คือความเที่ยงหนึ่งเท่า ซึ่งใช้ 36 บิต แบ่งเป็นบิตเครื่องหมาย 1 บิต เลขชี้กำลัง 8 บิต และซิกนิฟิแคนด์ 27 บิต และความเที่ยงสองเท่า ซึ่งใช้ 72 บิต แบ่งเป็นบิตเครื่องหมาย 1 บิต เลขชี้กำลัง 11 บิต และซิกนิฟิแคนด์ 60 บิต คอมพิวเตอร์ไอบีเอ็ม 7094 แนะนำขึ้นในปีเดียวกัน รองรับทั้งความเที่ยงหนึ่งเท่าและสองเท่า แต่มีรูปแบบที่ต่างไปเล็กน้อย

ก่อนที่จะมีมาตรฐาน IEEE 754 คอมพิวเตอร์ต่าง ๆ ใช้รูปแบบจำนวนจุดลอยตัวในรูปแบบที่ต่างกันมากมาย ซึ่งต่างกันที่ขนาดของเวิร์ด รูปแบบของการแทน และพฤติกรรมการปัดเศษของการดำเนินการ ระบบต่าง ๆ ที่แตกต่างกันนี้ทำให้เกิดการพัฒนาเลขคณิตในฮาร์ดแวร์และซอฟต์แวร์แตกต่างกัน ด้วยความเที่ยงตรงแม่นยำที่ไม่เหมือนกัน

มาตรฐาน IEEE 754 สร้างขึ้นเมื่อ พ.ศ. 2528 หลังจากขนาดของเวิร์ด 32 บิต (หรือ 16 หรือ 64) ได้รับการยอมรับโดยทั่วไป ซึ่งมีพื้นฐานมาจากข้อเสนอของอินเทล ผู้พัฒนาตัวประมวลผลร่วมเชิงตัวเลข อินเทล 8087 ในขณะนั้น[4] นวัตกรรมที่เกิดขึ้นใหม่คือสิ่งเหล่านี้

  • การเข้ารหัสบิตต่าง ๆ ระบุไว้อย่างชัดเจน ดังนั้นคอมพิวเตอร์ทุกเครื่องที่ยอมรับจะสามารถแปลผลรูปแบบบิตไปในทางเดียวกัน สิ่งนี้ทำให้สามารถส่งผ่านจำนวนจุดลอยตัวกับคอมพิวเตอร์เครื่องอื่นได้
  • พฤติกรรมของการดำเนินการเลขคณิตระบุไว้อย่างชัดเจน สิ่งนี้ทำให้โปรแกรมและค่าที่กำหนด สร้างผลลัพธ์ได้เหมือนกันในคอมพิวเตอร์เครื่องใด ๆ ที่ยอมรับ และช่วยลดความเชื่อว่า การคำนวณจำนวนจุดลอยตัวมีไว้สำหรับพฤติกรรมที่ประหนึ่งว่ากำหนดพิจารณาไม่ได้
  • ความสามารถของเงื่อนไขพิเศษ (เช่นภาวะมากเกินเก็บ การหารด้วยศูนย์ ฯลฯ) เพื่อแจ้งผ่านการคำนวณที่ละเอียดอ่อน และจัดการควบคุมได้โดยซอฟต์แวร์

แหล่งที่มา

WikiPedia: จำนวนจุดลอยตัว http://www.mrob.com/pub/math/floatformats.html http://www.openexr.com/about.html http://speleotrove.com/decimal/ http://docs.sun.com/source/806-3568/ncg_goldberg.h... http://www.cs.berkeley.edu/~wkahan/JAVAhurt.pdf http://www.eecs.berkeley.edu/~wkahan/ieee754status... http://babbage.cs.qc.edu/IEEE-754/32bit.html http://hal.archives-ouvertes.fr/hal-00128124/en/ //doi.org/10.1109%2FFPT.2006.270342 //doi.org/10.1145%2F103162.103163