GF256: двести пятьдесят шесть битов
Вы узнаете
Как правило делит 256 битов на 1 + 97 + 158.
В GF256 256 битов: 1 знак, 97 порядка, 158 мантиссы. В спеке семейства есть тест и на эти числа. На такой ширине округление почти ничего не стоит, и отношение E / M равно 0.614, в 0.004 от 1 / phi.
Попробуйте
Найдите EM_RATIO и PHI_DIST в gf256.t27. Затем в goldenfloat_family.t27 найдите тест, который проверяет числа битов GF256, и проверьте, что обе спеки согласны.

GF256: 256 bits as the spec lays them out, read from gf256.t27. Lesson 21 of the GoldenFloat course.
specs/numeric/gf256.t27
// SPDX-License-Identifier: Apache-2.0
; gf256.t27 -- GoldenFloat256 Encode/Decode
; GF256: 256-bit floating point with 1 sign + 97 exponent + 158 mantissa
; Bit layout: [S(1) E(97) M(158)] = [255:255][254:158][157:0]
; phi^2 + 1/phi^2 = 3 | TRINITY
; Generated by the closed-form rule e = round((N-1)/phi^2), m = N-1-e.
; STATUS: Conj (spec-only; no RTL on this repo's path).
module triformat-gf256;
// ============================================================================
// Constants -- derived from the closed-form rule
// ============================================================================
pub const TOTAL_BITS : u16 = 256;
pub const SIGN_BITS : u8 = 1;
pub const EXP_BITS : u8 = 97;
pub const MANT_BITS : u16 = 158;
pub const SIGN_SHIFT : u16 = 255;
pub const EXP_SHIFT : u16 = 158;
pub const MANT_SHIFT : u16 = 0;
; BIAS = 2^(96) - 1 -- multi-word constant (exceeds u64); see codegen
; EXP_MAX = 2^97 - 1 -- multi-word constant (exceeds u64)
pub const BIAS_EXPR : str = "2^(97-1) - 1";
pub const EXP_MAX_EXPR : str = "2^97 - 1";
// E/M ratio (target: 1/phi ~ 0.6180339887)
pub const EM_RATIO : f64 = 0.613924050633;
pub const PHI_DIST : f64 = 0.004109938117;
pub const PHI_BIAS_STATUS : str = "OPEN -- not derivable from closed form; empirical per format";
// PHI_BIAS for this rung is NOT defined. The published formula
// PHI_BIAS = EXP_MAX - BIAS reproduces GF64 only and is RETRACTED as a general law.
// Do NOT invent a value via Fibonacci/Lucas/square coincidence; those are
// descriptive, not prescriptive.
// ============================================================================
// Invariants -- the Fpath below, made executable (W601)
//
// This file declared its own falsification path in a comment and nothing
// checked it. W600's per-test measurement found 38 specs that compile while
// asserting nothing; this is one, and the rule it is derived from is stated
// precisely enough to be a test.
// ============================================================================
invariant gf256_field_widths_partition_the_word {
@compileAssert(SIGN_BITS + EXP_BITS + MANT_BITS == TOTAL_BITS);
}
invariant gf256_closed_form_mantissa {
// m = N - 1 - e, the second half of the generating rule
@compileAssert(MANT_BITS == TOTAL_BITS - 1 - EXP_BITS);
}
invariant gf256_closed_form_exponent {
// e = round((N-1)/phi^2) <=> (e - 1/2)*phi^2 <= N-1 <= (e + 1/2)*phi^2
// Stated as bounds because the rule rounds; phi^2 = 2.618033988749895.
@compileAssert((EXP_BITS as f64 - 0.5) * 2.618033988749895 <= TOTAL_BITS as f64 - 1.0);
@compileAssert(TOTAL_BITS as f64 - 1.0 <= (EXP_BITS as f64 + 0.5) * 2.618033988749895);
}
invariant gf256_shifts_follow_the_layout {
@compileAssert(SIGN_SHIFT == TOTAL_BITS - 1);
@compileAssert(EXP_SHIFT == MANT_BITS);
@compileAssert(MANT_SHIFT == 0);
}
; ============================================================================
; Claim-status: Conj
; Fpath: closed-form rule mis-applied (verify e = round((256-1)/phi^2) = 97, m = 158)
; or RTL emission diverges from this constant set.
; As of W601 the Fpath above is CHECKED by the invariants in this file.
; ============================================================================
Все уроки
Модуль 1 · Правило и его числа
Одно правило делит каждую ширину, отношение, к которому оно стремится, и числа Люка за тройкой 3.
Модуль 2 · Почему phi, почему три
Почему деление идёт по phi, почему основание три и как спека проверяет, что GF16 хранит phi.
Модуль 3 · Малые ступени: от GF4 до GF8
GF4, GF6 и GF8 — меньше всего битов, и округление до целых битов стоит здесь дороже всего.
Модуль 4 · От десяти до четырнадцати битов
GF10, GF12 и GF14 и то, как расстояние до 1 / phi меняется с ростом слова.
Модуль 5 · GF16 в работе
Основной 16-битный формат, скалярное произведение из двух слагаемых в GF-T16, затем GF20 и GF24.
Модуль 6 · От GF32 до GF64
GF32 рядом с IEEE single, GF48 без пары в IEEE, GF64 рядом с IEEE double.
Модуль 7 · От GF96 до GF256
GF96, GF128 и GF256, где спеки держат раскладку инвариантами.
Модуль 8 · Самые широкие ступени, затем триты
GF512 и GF1024, две самые широкие ступени, затем GF-T8, где порядок уходит в триты.
Модуль 9 · Ещё триты, затем декодирование
GF-T16 и GF-T32, затем почему фиксированные поля декодируются параллельно, а posit — нет.