1.2 Error-por tipos en computadoras

Referencia: Chapra 3.3 p56, Burden definición 1.15 p14

Error: [ Absoluto ] [ Relativo ] [ Redondeo ] [ Redondeo Absoluto ]
[ Redondeo Relativo ] [ truncamiento ]
..


1. Error absoluto

Es la magnitud (sin signo) entre el valor «conocido» real X y el valor «estimado» Xk.

monedas jarra E = |X-X_k|

El valor dependerá de la magnitud de X, por ejemplo:

– Al contar monedas de 1 centavo, una persona cuenta Xk = 98 y una máquina contadora de monedas determina que el valor X = 100, el error absoluto es de 2 centavos ó 0.02 dólares.

¿Que pasaría si el conteo fuese con monedas de 1 dólar y se mantienen las mismas cantidades de monedas?

Error: [ Absoluto ] [ Relativo ] [ Redondeo ] [ Redondeo Absoluto ]
[ Redondeo Relativo ] [ truncamiento ]
..


2. Error relativo

Continuando el tema del ejemplo anterior, se puede mejorar  dimensionando proporcionalmente los errores, es decir ponderarlos respecto a la magnitud usada.

GPS Triangulacion 01 e = \frac{|X-X_k|}{X}

Ponderar el error, calculando el error relativo para ambos ejemplos anteriores, se hacen comparables cuando las monedas son de un centavo o un dolar:

e = \frac{|100-98|}{100} = 0.02

Error: [ Absoluto ] [ Relativo ] [ Redondeo ] [ Redondeo Absoluto ]
[ Redondeo Relativo ] [ truncamiento ]
..


3. Error de redondeo

Aparece cuando se usa una calculadora o computadora para los cálculos con números reales. La calculadora usa una cantidad finita de dígitos.
Por ejemplo:

  • el número π tiene un número infinito de dígitos,
  • si el número resultante de \sqrt{3} se eleva al cuadrado, se debería obtener 3

Sin embargo podemos comprobar que lo enunciado no se cumple al usar el computador,  así obtenemos el error de redondeo.

Usando Python se obtiene:

>>> import numpy as np
>>> numeropi=np.pi
>>> numeropi
3.141592653589793

>>> b=np.sqrt(3)
>>> b
1.7320508075688772
>>> b**2
2.9999999999999996
>>> 

Error: [ Absoluto ] [ Relativo ] [ Redondeo ] [ Redondeo Absoluto ]
[ Redondeo Relativo ] [ truncamiento ]..


4. Error de redondeo absoluto

si X_k es una aproximación de X, el error absoluto es

E = |X-X_k|

Este error se enfoca solo en la magnitud de las diferencias, no importa el signo.

Error: [ Absoluto ] [ Relativo ] [ Redondeo ] [ Redondeo Absoluto ]
[ Redondeo Relativo ] [ truncamiento ]
..


5. Error de redondeo relativo

El error relativo es más significativo al usar la proporción del error en lugar del tamaño del valor.

e = \frac{|X-X_k|}{X}

motocicleta salto

Error: [ Absoluto ] [ Relativo ] [ Redondeo ] [ Redondeo Absoluto ]
[ Redondeo Relativo ] [ truncamiento ]
..


6. Error de truncamiento

Resultan al usar una aproximación en lugar de un procedimiento matemático exacto. Es la diferencia entre una respuesta esperada y el valor calculado con una fórmula iterativa.

Ejemplo, al usar un polinomio de Taylor en lugar de la función original f(x).

Taylor01 animado


Error: [ Absoluto ] [ Relativo ] [ Redondeo ] [ Redondeo Absoluto ]
[ Redondeo Relativo ] [ truncamiento ]

1.1 Error y Precisión en computadoras

Referencia: Chapra 3.2 p54, Burden 10Ed 1.2 p12

Error o precisión : [ Imagen ] [ Audio ] [ video ] [ otros ]
..


Imágenes

En el uso cotidiano de computadoras para el manejo de imágenes permite disponer de un conocimiento previo acerca de la precisión y error.

Por ejemplo, observe las siguientes imágenes:

ESPOL Monumento 01
ESPOL Monumento 01

Al ampliar la imagen, se obtiene la siguiente:

ESPOL Monumento 02
ESPOL Monumento 02

De lo observado en las imágenes, en el contexto de resolución en pixeles, describa lo siguiente:

1. Sinónimos de precisión usados en imágenes de computadora
2. Sinónimos de error usados en imágenes de computadora

Error o precisión: [ Imagen ] [ Audio ] [ video ] [ otros ]
..


Audiografica sonido wav segmento

Para el caso de archivos de audio, disponemos de dos archivos con el mismo contenido.
Escuche como referencia cada uno para realizar sus observaciones:

Archivo01 – Karla Kanora – Invernal 01

Archivo02 – Karla Kanora – Invernal 02

Luego de escuchar los archivos de sonido, con lo observado respecto a la «calidad» del sonido, comparela con la calidad de radio AM y FM. A partir de sus observaciones describa lo siguiente:

1. Sinónimos de precisión usados en audio de computadora
2.Sinónimos de error usados en audio de computadora

Error o precisión: [ Imagen ] [ Audio ] [ video ] [ otros ]
..


Video

Para el caso de video, la observación es más sencilla, implica unificar las observaciones anteriores.

Para la observación se usa un video de Youtube acerca de las islas Galápagos.

Cambie la resolución del video entre las opciones que se muestran en el menú de configuración

resolución en video

Con lo observado, describa lo siguiente:

1. Sinónimos de precisión usados en video digital
2. Sinónimos de error usados en video digital

Error o precisión: [ Imagen ] [ Audio ] [ video ] [ otros ]
..


Otra perspectiva

En ésta ocasión, las instrucciones son semejantes a los ejemplos anteriores.
Observe el experimento mostrado, en especial énfasis de lo que pretenden obtener:

Otro ejemplo en un experimento básico. Observe  primer minuto (0:00-01:00) del video siguiente. Solo es necesario revisar el primer experimento realizado con la imagen del perro.


Preguntas

Tomando como base los ejercicios anteriores:

1. Escriba su definición de precisión

2. Escriba su definición de error

3. Describa la diferencia entre: precisión y error

4. Para el estudio académico, ¿se enfocaría en la precisión o en el error?.

5. ¿Cómo valora si  el error es tolerable o la precisión es buena o suficiente?


Error o precisión: [ Imagen ] [ Audio ] [ video ] [ otros ]

Unidad 1 Introducción y Conceptos

Error y Precisión en computadoras

Error por tipos en computador

Polinomio de Taylor

Polinomio de Taylor – Ejemplos con Sympy-Python

Polinomio de Taylor – Tabla y Gráfica



«El FORTRAN es un nuevo y emocionante lenguaje, usado por programadores para comunicarse con computadoras. Es emocionante porque es el camino al Futuro.», … , «2400 multiplicaciones por segundo , … , hay que saber programarla.. o ¿quieren quedarse sin empleo?» (en 1960)

Talentos Ocultos (Hidden Figures). 2016. Fox 2000 Pictures.