Floating point undesirable in highly critical code?

Question 11 in the Software Quality section of “IEEE Computer Society Real-World Software Engineering Problems”, Naveda, Seidman, lists fp computation as undesirable because “the accuracy of the computations cannot be guaranteed”.

This is in the context of computing acceleration for an emergency braking system for a high speed train. This thinking seems to be invoking possible errors in small differences between measurements of a moving object but small differences at slow speeds aren’t a problem (or shouldn’t be), small differences between two measurements at high speed are irrelevant – can there be a problem with small roundoff errors during deceleration for an emergency braking system? This problem has been observed with airplane braking systems resulting in hydroplaning but could this actually happen in the context of a high speed train? The concern about fp errors seems to not be well-founded in this context. Any insight? The fp is used for acceleration so perhaps the concern is inching over a speed limit? But fp should be just fine if they use a double in whatever implementation language.

The actual problem in the text states: During the inspection of the code for the emergency braking system of a new high speed train (a highly critical, real-time application), the review team identifies several characteristics of the code. Which of these characteristics are generally viewed as undesirable?

  1. The code contains three recursive functions (well that one is obvious).
  2. The computation of acceleration uses floating point arithmetic.
  3. All other computations use integer arithmetic.
  4. The code contains one linked list that uses dynamic memory allocation (second obvious problem).
  5. All inputs are checked to determine that they are within expected bounds before they are used.

3

The problem with floating point code is that it doesn’t behave like pen-and-paper decimal arithmetic calculations. This leads people who haven’t taken the time to understand what is going on to make incorrect assumptions about the behavior of floating point numbers, which can then lead to incorrect program behavior. The behavior of FP calculations with very large and very small numbers can be quite un-intuitive, especially if you mix the two.

IF your team understands floating point numbers and how they work, and IF your system’s design doesn’t include anything that will trip up FP calculations, then there is no inherent reason not to use them.

In a lot of cases it’s FAR easier to just put a blanket prohibition on FP, rather than try to insure that everyone understands what they are doing and that the numbers can’t get away from you in unexpected ways. The review team also may find it easier to verify that you’re doing the conversions and calculations correctly in integer rather than FP, because it’s easier to see where you’ll lose precision.

Floating point is only undesirable if you use the wrong method for comparing two values (an equals sign instead of a delta, or extreme ranges where the relative error (ulps) is too great). FP numbers are not bad for realtime systems per-se.

However, recursive functions and dynamic memory allocation are, for obvious reasons; the real-time performance of these can be difficult to predict.

3

Floating-point is generally undesirable in hard-real-time applications both due to accumulation of error and the fact that FP computation is typically slower than integer arithmetic. Then you also have the overhead with promoting integers to floating point (or vice versa) for comparison if you’re mixing the two. And since you can’t simply compare a floating-point number to zero, you turn a simple statement like if(x == 0) into if(x > -0.0001 && x < 0.001) — you’ve gone from one simple comparison to two comparisons and a logical operation. Not what you want to be wasting cycles on when people’s lives are on the line.

Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức sự kiện 5 sao Thông tin về chúng tôi Dịch vụ sinh nhật bé trai Dịch vụ sinh nhật bé gái Sự kiện trọn gói Các tiết mục giải trí Dịch vụ bổ trợ Tiệc cưới sang trọng Dịch vụ khai trương Tư vấn tổ chức sự kiện Hình ảnh sự kiện Cập nhật tin tức Liên hệ ngay Thuê chú hề chuyên nghiệp Tiệc tất niên cho công ty Trang trí tiệc cuối năm Tiệc tất niên độc đáo Sinh nhật bé Hải Đăng Sinh nhật đáng yêu bé Khánh Vân Sinh nhật sang trọng Bích Ngân Tiệc sinh nhật bé Thanh Trang Dịch vụ ông già Noel Xiếc thú vui nhộn Biểu diễn xiếc quay đĩa Dịch vụ tổ chức tiệc uy tín Khám phá dịch vụ của chúng tôi Tiệc sinh nhật cho bé trai Trang trí tiệc cho bé gái Gói sự kiện chuyên nghiệp Chương trình giải trí hấp dẫn Dịch vụ hỗ trợ sự kiện Trang trí tiệc cưới đẹp Khởi đầu thành công với khai trương Chuyên gia tư vấn sự kiện Xem ảnh các sự kiện đẹp Tin mới về sự kiện Kết nối với đội ngũ chuyên gia Chú hề vui nhộn cho tiệc sinh nhật Ý tưởng tiệc cuối năm Tất niên độc đáo Trang trí tiệc hiện đại Tổ chức sinh nhật cho Hải Đăng Sinh nhật độc quyền Khánh Vân Phong cách tiệc Bích Ngân Trang trí tiệc bé Thanh Trang Thuê dịch vụ ông già Noel chuyên nghiệp Xem xiếc khỉ đặc sắc Xiếc quay đĩa thú vị
Trang chủ Giới thiệu Sinh nhật bé trai Sinh nhật bé gái Tổ chức sự kiện Biểu diễn giải trí Dịch vụ khác Trang trí tiệc cưới Tổ chức khai trương Tư vấn dịch vụ Thư viện ảnh Tin tức - sự kiện Liên hệ Chú hề sinh nhật Trang trí YEAR END PARTY công ty Trang trí tất niên cuối năm Trang trí tất niên xu hướng mới nhất Trang trí sinh nhật bé trai Hải Đăng Trang trí sinh nhật bé Khánh Vân Trang trí sinh nhật Bích Ngân Trang trí sinh nhật bé Thanh Trang Thuê ông già Noel phát quà Biểu diễn xiếc khỉ Xiếc quay đĩa
Thiết kế website Thiết kế website Thiết kế website Cách kháng tài khoản quảng cáo Mua bán Fanpage Facebook Dịch vụ SEO Tổ chức sinh nhật