Дается обзор некоторых результатов, связанных с массовой обработкой информации. Описываются новые методы реализации арифметических вычислений на клеточных автоматах, в том числе с дефектами ячеек. Предлагается оптимальный алгоритм решения двумерной задачи цифровой фильтрации. Описывается новый подход к проблеме обучения нейронных сетей. Предложен инструментарий для программирования многопроцессорных систем, управляемых потоками данных. Описывается реализация параллельно-потоковой схемы быстрого преобразования Фурье средствами однородных вычислительных сред.

Запропоновано паралельний алгоритм числового розв'язання тривимірної задачі цифрової фільтрації. Для одного варіанта цього алгоритму доведено, що він оптимальний за швидкодією і використанням пам'яті. Оптимальність доведена в класі алгоритмів, еквівалентних за інформаційним графом. Наведено деякі оцінки прискорення цього алгоритму.

Запропоновано і обгрунтовано оптимальний за швидкодією та використанням пам'яті паралельно-конвейєрний алгоритм чисельного розв'язання двовимірної задачі цифрової фільтрації. Наведено близьку до систолічної структуру реалізації цього алгоритму. Обговорено деякі порівняльні оцінки його ефективності.

Запропоновано алгоритми з обмеженою кількістю паралельно виконуваних гілок для здійснення одновимірної лінійної цифрової фільтрації. Наведені оцінки прискорення цих паралельних алгоритмів доводять їх ефективність.

Запропоновано алгоритм з обмеженою кількістю паралельно виконаних гілок для числового розв'язання дво- та тривимірної задач цифрової фільтрації. Наведено оцінки прискорення цих паралельних алгоритмів.

Запропоновано паралельно-конвеєрний алгоритм числового розв'язання просторової задачі багаторазової каскадної цифрової фільтрації. Вказано умови, за яких цей алгоритм є оптимальним за швидкодією в класі алгоритмів, еквівалентних за інформаційним графом.

Індекс рубрикатора НБУВ: З810.22

Рубрики:

Шифр НБУВ: Ж16833 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Наведено огляд теоретичних результатів, що стосуються побудови оптимальних за швидкодією паралельно-конвеєрних алгоритмів виконання масових обчислень під час розв'язання задач фільтрації. Оптимальність доведено у відповідних класах еквівалентних за інформаційним графом алгоритмів. Досліджено проблеми ефективного використання запропонованих алгоритмічних конструкцій під час розв'язання задач фільтрації на спеціалізованих і універсальних паралельних обчислювальних системах.

Розвинуто методи Кунга - Лейзерзона для реалізації фільтрів нерекурсивного типу та метод реалізації фільтра рекурсивного типу стосовно розробки систолічних алгоритмів розв'язання одновимірних задач цифрової фільтрації та багаторазової каскадної цифрової фільтрації. Розроблено новий квазісистолічний метод розв'язання задач цифрової фільтрації будь-якої вимірності. На підставі цього методу запропоновано оптимальні за швидкодією паралельноконвеєрні алгоритми. Оптимальність доведено у заданих класах алгоритмів, еквівалентних за інформаційним графом. Розвинуто квазісистолічний метод стосовно побудови паралельнооконвеєрних алгоритмів розв'язання задач багаторазової каскадної цифрової фільтрації різної вимірності. Запропоновано паралельноконвеєрні алгоритми розв'язання задач фільтрації у разі накладання обмежень на кількість вихідних каналів зв'язку у функціональних елементах квазісистолічних структур, які їх реалізують. Наведено результати оцінювання прискорення та підтверджено ефективність розроблених алгоритмів. Побудовано алгоритми з обмеженим паралелізмом для розв'язання задач цифрової фільтрації на універсальних паралельних обчислювальних системах. Визначено достатні умови, за яких прискорення цих алгоритмів набуває оптимального або близького до нього значення. На підставі аналізу проблеми реалізації нейронних мереж запропоновано ефективні паралельні алгоритми організації масових обчислень у дво- та тривимірних багатошарових мережах прямого поширення та з проективними і латеральними зв'язками. Розроблено архітектуру обчислювальних засобів для виконання паралельноконвеєрних алгоритмів і

Розглянуто одновимірну задачу цифрової фільтрації, в якій використовується процедура адаптивного згладжування. Для розв'язання такої задачі запропоновано оптимальний за швидкодією паралельно-конвеєрний алгоритм. Оптимальність доведено у класі алгоритмів, еквівалентних за інформаційним графом.

Обговорено проблеми організації обчислень у тривимірних багатошарових нейронних мережах прямого поширення. Запропоновано паралельні алгоритми виконання обчислень у мережах з проективними та латеральними зв'язками. Наведено оцінки прискорення цих алгоритмів.

Для моделювання двовимірних багатошарових нейронних мереж з проективними та латеральними зв'язками у режимі функціонування запропоновано квазісистолічні обчислювальні структури. Останні розглянуто для різних типів і способів задання функцій активації нейронів.

Розроблено підходи до паралельної організації обчислень для оцінювання якості функціонування складних систем. Розглянуто можливість реалізації запропонованих алгоритмічних конструкцій на універсальних паралельних обчислювальних машинах.

Запропоновано способи реалізації на універсальних обчислювальних системах паралельної дії деяких алгоритмів з обмеженим паралелізмом для розв'язання одновимірної задачі цифрової фільтрації.

Запропоновано способи та схеми і виконано аналіз реалізації алгоритмів з обмеженим паралелізмом для виконання одновимірної цифрової фільтрації на універсальних обчислювальних системах паралельної дії.

Запропоновано способи та схеми і розглянуто аспект можливої реалізації деяких алгоритмів з обмеженим паралелізмом для одновимірної цифрової фільтрації даних на паралельних обчислювальних системах зі структурно-процедурною організацією обчислень. Наведено приклади безконфліктного розташування даних у секторах пам'яті.

Проаналізовано спеціалізовані й універсальні обчислювальні засоби для виконання високопаралельних алгоритмів розв'язання задач цифрової фільтрації. Зазначено переваги застосування цих засобів на практиці. Для реалізації деяких алгоритмів запропоновано використовувати паралельні системи зі структурно-процедурною організацією обчислень.

Проаналізовано основні підходи і методи оцінювання складних систем та визначено їхні переваги та недоліки. Описано системи з ієрархічно-мережевою структурою та запропоновано методику їхнього комплексного детермінованого оцінювання. На підставі результатів планових досліджень та неперервного моніторингу системи описано методи багатокритеріального та багатопараметричного локального, прогностичного, агрегованого та інтерактивного аналізу стану, якості функціонування та взаємодії об'єктів системи всіх рівнів ієрархії. Розглянуто схему взаємодії і показано, що лише у сукупності запропоновані методи дозволяють сформувати об'єктивні та обгрунтовані висновки щодо якості складної системи. Застосування розробленої методики проілюстровано на прикладі аналізу ефективності функціонування об'єктів залізничної транспортної системи України.

Запропоновано методику комплексного детермінованого оцінювання складних систем з ієрархічно-мережевою структурою, складовими якої є методи локального, прогностичного, агрегованого та інтерактивного аналізу стану, якості функціонування та взаємодії об'єктів системи всіх рівнів ієрархії. Описано методи локального та прогностичного оцінювання поведінки характеристик елементів системи, які є основою для подальшої побудови узагальнених висновків щодо її стану та якісті функціонування. Запропонована уточнена бальна шкала оцінок дозволяє не лише визначити якість елемента, але й частково встановити причини виявлених недоліків. Прогностичний аналіз надає можливість завчасно попередити та відреагувати на можливість виходу елемента за "поріг безпеки". Запропоновано засоби візуалізації локальних та прогностичних оцінок елементів системи, які дозволяють оперативно реагувати на виявлені або потенційні недоліки. Ефективність пропонованих методів проілюстровано на прикладі аналізу якості об'єктів колійного та станційного господарства залізничної транспортної системи України.

Запропоновано методику комплексного детермінованого оцінювання складних систем з ієрархічно-мережевою структурою, складовими якої є методи локального, прогностичного, агрегованого та інтерактивного аналізу стану, якості функціонування та взаємодії об'єктів, які утворюють систему. Описано основні підходи до побудови узагальнених висновків про стан та якість функціонування системи різних рівнів ієрархії: методи "найслабшого" елемента, зваженої лінійної та нелінійної агрегації. Визначено сфери їхнього застосування та проаналізовано основні переваги та недоліки. Детально розглянуто різні напрямки реалізації методу зваженої лінійної агрегації оцінок елементів системи та її базових підсистем. Запропоновано принципи візуалізації результатів агрегованого оцінювання для оперативної локалізації структурних елементів системи, які отримали негативні або близькі до них висновки. Ефективність пропонованих методів проілюстровано на прикладі аналізу якості об'єктів колійного та станційного господарства залізничної транспортної системи України.