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Logarithme
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Logarithme binaire
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En mathématiques, le logarithme binaire (log2 n) est le logarithme de base 2. C’est la fonction réciproque de la fonction puissance de deux : x ↦ 2x. Le logarithme binaire de x est la puissance à laquelle le nombre 2 doit être élevé pour obtenir la valeur x, soit : lb(x)=a⇔x=2adisplaystyle lb(x)=aLeftrightarrow x=2^a.
Ainsi, le logarithme binaire de 1 est 0, le logarithme binaire de 2 est 1, le logarithme binaire de 4 est 2, le logarithme binaire de 8 est 3.
On le notait[Quand ?]ld () (pour logarithmus dualis), mais la norme ISO 80000-2[1] indique que log2(x) devrait être symbolisé par lb (x).
Sommaire
1 Musique
2 Informatique
2.1 Remarque
3 Référence
4 Voir aussi
Musique |
En musique, le logarithme binaire intervient dans la formule permettant de déterminer la valeur en cents d’un intervalle. Un cent, ou centième de demi-ton au tempérament égal, vaut 1200 fois le logarithme binaire du rapport de fréquence des sons concernés.
Informatique |
En informatique, l'orientation binaire du matériel fait souvent du logarithme binaire le plus facile à calculer et le plus précis, les autres en étant dérivés.
En effet, soit (e; m) la représentation virgule flottante binaire d'un nombre réel non nul x, où e est un entier porteur de l'ordre de grandeur, et m un significande tel que 1 ≤ |m| < 2. Alors, si m>0 :
- x = m×2e entraîne lb(x) = e+lb(m).
et le calcul de lb(x) se ramène ainsi au domaine [1, 2[.
Par exemple, 10 = 23 × 1,25, lb(10)= 3 + lb(1,25).
où lb(1,25) est la partie fractionnaire du logarithme cherché.
Chaque bit de lb(1,25) peut se calculer directement bit à bit à l'aide des relations :
- lb(1) = 0 ; lb(x) = lb(x²)/2 ; lb(x)= lb(x/2)+1.
Quand on cherche un nouveau bit de x (0< x < 2) :
- on élève x au carré
- si x vaut au moins 2, on note 1, on divise x par 2 et on poursuit ;
- sinon, on note 0 et on poursuit[2].
Ainsi
- lb(10) = 112+lb(1,25)= 112+lb(1,5625)/2
- = 11,02+lb(2,44140625)/4 = 11,012+lb(1,220703125)/4
- = 11,012+lb(1,490116119)/8 = 11,0102+lb(2,220446049)/16
- = 11,01012+lb(1,110223025)/16 = 11,010102+lb(1,232611)/32 = 11,0101002+lb(1,519330)/64 = 11,0101002+lb(2,308)/128.....
Or 11,01010012 = 3,3203125, et on a déjà 2 3,3203125 = 9,9888...
Remarque |
lb(10) = 3,32... entraîne que le codage binaire d'un entier décimal occupera au moins 3,32 bits par chiffre décimal, soit 4 bits pour un chiffre, 7 bits pour 2 chiffres et 10 bits pour 3 chiffres (ou tranche de 3 chiffres).
Référence |
ISO 80000-2:2009. Organisation internationale de normalisation. Consulté le 18 janvier 2012.
Dean K.J., 1969, A fresh approach to binary logarithm computing, Electronic Engineering.
Voir aussi |
Logarithme, symbole normalisé log
Logarithme naturel (base e), symbole normalisé ln
Logarithme décimal (base 10), symbole normalisé lg- Virgule flottante
- Portail de l’analyse
Catégorie :
- Logarithme
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