算術オーバーフローとは何ですか？

算術オーバーフローとは、計算、または演算がストレージシステムまたはレジスタが処理するには大きすぎる結果をもたらすときに、コンピューター、特にコンピュータープログラミングの領域で発生する状態です。 オーバーフローは、指定された結果がストレージ用に指定されたメモリを超えることで、量を参照することもできます。 場合によっては、データのオーバーフローが別のデータ保存場所に保存されることがあります。 また、プログラムがクラッシュしたり、実行速度が遅くなったり、不正確な結果が生じたりする場合もあります。 単純なハンドヘルド電卓や通信デバイスも処理できる値の大きさに制限があるため、算術オーバーフローは完全なパーソナルコンピューターやビジネスコンピューターに制限されません。

プログラマは、非常に一般的なプログラミングエラーを受け取る傾向があるため、教育の早い段階で算術オーバーフローエラーを処理する方法を学習する傾向があります。 算術オーバーフローを処理するには、さまざまな方法があります。 プログラムの設計は非常に重要な役割を果たします。 一貫性のある正しいデータ型と長さを使用する適切に設計されたプログラムでは、このようなエラーは発生しません。 操作の順序をチェックし、すべての一貫性を保つことに細心の注意を払えば、オーバーフローエラーを完全に回避できます。

算術オーバーフローエラーに対処する別の方法は、操作を小さなステップに分割することです。 多くの場合、システムは、大量の計算や過剰な計算を伴う複雑な操作よりも簡単で小さな操作を処理する方が簡単です。 返される数値が完全に正確であることが非常に重要でない場合は、オーバーフローエラーをユーザーに通知するが、とにかく値を返すような方法でプログラムを作成すれば十分な場合があります。 算術オーバーフローエラーを処理する最も一般的な方法は、完全に無視することです。 これは通常無害ですが、誤った結果をもたらし、プログラムの有用性と効率を損なう可能性があります。

アリアン5便501は、算術オーバーフローエラーの危険性を明確に示しています。 このフライトは、古いアリアン4システムのコードの多くを再利用したヨーロッパのアリアン5消耗式打ち上げシステムの最初の試運転でした。 しかし、アリアン5の加速はアリアン4の加速よりも著しく大きく、プログラミングは必要な大きな値を処理するのに適切ではありませんでした。 そのため、ロケットは打ち上げの37秒後に意図した飛行経路を離れ、破壊する必要がありました。 この単純なプログラミングエラーには数億ドルの費用がかかりました。