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Validation en calcul scientifique

Cours de recherche (30h de cours, travail sur des articles scientifiques)

Cours : Nathalie Revol (Nathalie.Revol)

En calcul scientifique, le besoin n'est plus seulement de disposer de plus de puissance de calcul, mais désormais d'obtenir une assurance sur la qualité des résultats calculés. Valider un code scientifique, et donc les résultats qu'il calcule, revient souvent à savoir encadrer l'erreur commise. Cette erreur peut provenir soit de la méthode utilisée (approximation de la solution), soit de l'arithmétique utilisée : tout calcul en arithmétique flottante, qui est la cible de ce cours, comporte des erreurs d'arrondi.

Ce cours s'attachera à définir l'erreur due au programme et à l'arithmétique flottante utilisée. On étudiera ensuite les analyses directe et inverse de l'erreur ainsi que la notion associée de conditionnement. Différentes approches seront alors détaillées : arithmétique flottante, approche probabiliste des erreurs d'arrondi, arithmétique multi-précision, arithmétique par intervalles, arithmétique exacte. Ces approches permettent soit d'encadrer l'erreur due aux arrondis, soit de contourner les problèmes de précision limitée inhérente à l'arithmétique flottante, soit de calculer exactement le résultat ou un intervalle de résultats valide pour toute une plage de valeurs d'entrée. Être capable de prouver formellement la validité de ces analyses est un pas supplémentaire pour la validation de calculs scientifiques : ce thème sera abordé en fin de cours.

Bibliographie

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