SCI Библиотека

Задача на определение знака числа является одной из проблемных в системе остаточных классов. Эта операция играет фундаментальную роль, поскольку лежит в основе других сложных для реализации операций, таких как сравнение чисел и деление. Традиционные алгоритмы основываются на вычислениях с определенными, специально подобранными наборами модулей, что делает такие алгоритмы эффективными только для ограниченного круга задач. Цель данной работы состоит в разработке нового алгоритма определения знака числа в системе остаточных классов. Новизна представленного алгоритма заключается в использовании дробных значений в модифицированной версии Китайской теоремы об остатках, что в свою очередь обеспечивает универсальность алгоритма и его применимость в системах остаточных классов любого типа. Разработанный подход позволяет эффективно определять знак числа в системе остаточных классов, не накладывая ограничений на выбор конкретного набора модулей. Программное моделирование показало увеличение быстродействия работы разработанного алгоритма в сравнении с известным методом на основе быстрого преобразования в обобщенной позиционной системе счисления. Полученные результаты могут эффективно использоваться в различных системах цифровой обработки сигналов и задачах машинного обучения.

При создании высокопроизводительных вычислительных систем много усилий уделяется вопросам надежности. Децентрализованная архитектура параллельной потоковой вычислительной системы и распределение ресурсов, поддержанное на уровне аппаратуры, позволяют без дополнительных аппаратных затрат реализовать т. н. метод программного мажорирования. В статье рассматриваются варианты реализации функционала мажоритарного элемента в параллельной потоковой вычислительной системе на основе процессора сопоставлений с использованием особенностей его функционирования. Проанализированы преимущества и недостатки вариантов реализации функционала мажоритарного элемента.

В статье рассматриваются аспекты апробации прототипа потокового рекуррентного сигнального процессора на одном из ключевых алгоритмов цифровой обработки сигналов - фильтре с конечной импульсной характеристикой. Первая попытка реализации блочного КИХ-фильтра показала высокий уровень производительности рассматриваемого прототипа. Однако избыточность потоковой программы оказалась слишком высокой. Был осуществлен анализ методов программной и аппаратной оптимизации реализации КИХ-фильтров. По результатам данного анализа определены основные направления для усовершенствования прототипа рекуррентного сигнального процессора. Средства аппаратной поддержки алгоритма Быстрого преобразования Фурье, созданные на более ранних этапах разработки прототипа, были успешно доработаны и использованы для реализации КИХ-фильтра. Данное решение позволило снизить избыточность потоковой программы реализации блочного КИХ-фильтра почти на 80% и повысить скорость загрузки отсчетов обрабатываемого сигнала.

В статье рассматриваются варианты отображения классической программной конструкции «цикл» в потоковую парадигму программирования, реализованную в архитектуре параллельной потоковой вычислительной системы (ППВС). Кратко описаны потоковая модель вычислений с динамически формируемым контекстом и реализующая её архитектура ППВС. Приведены примеры, поясняющие специфику использования вариантов отображения конструкции «цикл». Отдельно описаны методы контроля окончания циклов. Проанализированы преимущества и недостатки описанных вариантов и методов.

В статье рассматривается проблема оптимизации производительности систем искусственного интеллекта в реальном времени. Предложена гибридная архитектура мониторинга, сочетающая традиционные методы с машинным обучением. Проведено экспериментальное исследование, показавшее повышение производительности на 25-30% и снижение затрат на инфраструктуру на 25%. Результаты могут применяться для масштабирования существующих ИИ-систем.

В статье поднимается проблема профессионального совершенствования инструктора по физической культуре в условиях современной образовательной среды дошкольной организации (ДО) на примере Уральского региона. Актуальность исследования обусловлена наличием выделенного противоречия между потребностями общества, образовательных систем в подготовке инструкторов по физической культуре, обладающих профессиональной компетентностью для решения задач по реализации образовательной области «Физическое развитие» детей дошкольного возраста с учетом Федерального государственного образовательного стандарта дошкольного образования (ФГОС ДО) и недостаточной разработанностью теоретических оснований и практики подготовки таких специалистов в условиях современной образовательной среды ДОО. Представлена разработанная автором структура диагностических (контрольно-измерительных) материалов (тестов) для выявления имеющихся профессиональных дефицитов педагогов, а также оценке уровня сформированности профессиональных компетенций. Приведена в виде схемы модель формирования профессиональной компетентности педагога - инструктора по физической культуре дошкольной образовательной организации (ДОО).

В статье рассматривается архитектура вычислительного узла конвейерного типа, предназначенная для реализации набора вычислений, соответствующих классам вычислительных задач с подобным набором операций и линейной последовательностью действий, для которой возможна реализация архитектуры с передачей данных между отдельными стадиями конвейера. В качестве типов задач рассматриваются цифровая обработка сигналов, вычисление трансцендентных и хэш-функций, базовые операции с плавающей точкой и операции вычисления выхода нейрона для построения нейроморфных вычислительных структур. Совмещение нескольких типов операций в рамках одного конфигурируемого конвейера позволяет расширить область применения таких вычислительных структур, реализуемых в составе СБИС ускорителей вычислений. Применение конфигурируемых конвейеров позволяет частично сконцентрировать вычислительные ресурсы, уменьшив таким образом возможное многообразие коммутаций между ними, характерное для многоядерных процессоров с архитектурой связей типа «решетка». Кроме того, характерные особенности задач цифровой обработки сигналов в виде большого динамического диапазона коэффициентов фильтра при их реализации в последовательном конвейерном вычислителе позволяют использовать минимально необходимое количество стадий конвейера, динамически адаптируя их к конкретному набору используемых коэффициентов фильтра. Аналогично выполняется операция «обрезки» при реализации нейросетей. Для конвейера предложено двухступенчатое конфигурирование с регистром конфигурации коммутаторов, содержащим несколько программируемых наборов управляющих сигналов, и памятью последовательности включения этих наборов, что позволяет динамически управлять работой конвейера при его реализации в составе СБИС.