Умножение разреженной матрицы на плотный вектор (SpMV) является основным и наиболее затратным элементом в итерационных методах решения разреженных линейных систем и задач на собственные значения. Эффективная реализация SpMV имеет решающее значение для многих научных и инженерных вычислений, причем важно обеспечить не только высокое быстродействие, но и достаточную точность SpMV, поскольку итерационные методы известны своей чувствительностью к ошибкам округления. В статье мы рассматриваем параллельные реализации SpMV для CUDA-совместимых графических процессоров видеокарт (GPU) с использованием арифметики многократной точности на основе системы остаточных классов (СОК). Основным преимуществом СОК перед позиционными системами счисления является отсутствие переносов между цифрами числа, что позволяет заменить многоразрядные операции группами покомпонентных операций с цифрами небольшой разрядности, которые выполняются без накладных расходов, связанных с обработкой информации о переносах между цифрами. Мы рассматриваем реализации SpMV, основанные на двух широко распространенных форматах хранения разреженной матрицы - CSR и ELLPACK. Экспериментальная оценка с матрицами из реальных приложений показывает, что во многих случаях представленные реализации выполняются быстрее, чем реализации на основе существующих библиотек многократной точности для GPU.

Бесплатно

Реализация и оценка сходимости итерационных CG и PCG решателей многократной точности для графических процессоров

Исупов Константин Сергеевич, Князьков Владимир Сергеевич, Коржавина Анастасия Сергеевна

Статья научная

Для решения систем линейных алгебраических уравнений с разреженными матрицами коэффициентов широко применяются итерационные методы подпространства Крылова. Однако сходимость этих методов может ухудшаться из-за ошибок округления, возникающих при выполнении вычислений в арифметике фиксированной разрядности. Снизить влияние ошибок округления позволяет использование арифметики многократной точности, обеспечивающей выполнение операций с числами повышенной разрядности. В статье представлены реализации итерационных решателей многократной точности на базе метода сопряженных градиентов без предобуславливания и с диагональным предобуславливанием для графических процессоров видеокарт. Для поддержки вычислений с числами повышенной разрядности используется система остаточных классов. Матрично-векторное произведение реализовано в виде гибридного ядра, в котором матрица двойной точности, представленная в формате CSR, умножается на вектор многократной точности. Параллельное скалярное произведение вычисляется с использованием двухэтапного алгоритма. Результаты экспериментов с разреженными матрицами различных размеров показывают, что повышенная точность арифметики позволяет ускорить сходимость итерационных методов.

Бесплатно

Реализация интеллектуальной технологии иммуносетевого управления сложными объектами на современном оборудовании промышленной автоматизации

Самигулина Галина Ахметовна, Самигулина Зарина Ильдусовна

Статья научная

Рассматривается проблема интеллектуализации систем промышленной автоматизации. Предложены технологии сбора данных с реальных сложных объектов на оборудовании Sсhneider Electric и организации информационного обмена с интеллектуальной системой управления на основе подхода искусственных иммунных систем.

Бесплатно

Реализация масштабируемых алгоритмов распределенного статистического моделирования на суперкомпьютере с помощью программной библиотеки PARMONC

Марченко Михаил Александрович

Статья научная

Представлена библиотека PARMONC (Parallel Monte Carlo), предназначенная для эффективного распараллеливания различных приложений метода Монте-Карло, требующих больших вычислительных затрат. При распараллеливании используется “естественная” крупноблочная фрагментированность алгоритмов метода Монте-Карло. “Ядром” библиотеки является тщательно протестированный, быстрый и надежный длиннопериодный параллельный генератор псевдослучайных чисел. Библиотека представляет собой простой в использовании программный инструмент для организации распределенных вычислений, не требующий от пользователя знания языка MPI; распараллеливание сложных последовательных программ статистического моделирования не вызывает затруднений. Библиотека PARMONC позволяет масштабировать вычисления на практически неограниченное число ядер, которое зависит только от используемой вычислительной системы, причем вычислительная нагрузка равномерно распределяется по всем ядрам. Ключевые слова: статистическое моделирование, метод Монте-Карло, генераторы псевдослучайных чисел, распределенные вычисления, библиотеки программ.

Бесплатно

Реализация подсистемы ГИС в среде МСВС информационно-телекоммуникационного комплекса оповещения и связи

Пономарев Андрей Александровичв, Игумнов Артем Олегович

Статья научная

Для Вооруженных сил РФ разработан программно-аппаратный комплекс системы оповещения ИТК-ОС, позволяющий создавать, сохранять и передавать через различные каналы связи разнообразную информацию от командного центра к подчиненным подразделениям. Включение в состав этого комплекса подсистемы ГИС существенно расширяет его возможности, поскольку она позволяет принимать навигационную информацию с мобильных объектов, сохранять маршруты передвижения, получать различную информацию о сохраненных навигационных данных. Для передачи навигации используются каналы и настройки комплекса системы оповещения ИТК-ОС.

Бесплатно

Результаты численных экспериментов по моделированию магнитотеллурического поля в вертикально градиентной среде

Забинякова Ольга Борисовна, Скляр Сергей Николаевич

Статья научная

В работе представлены результаты численных экспериментов но решению прямой одномерной задачи магнитотеллурического зондирования для вертикально градиентной среды с разными вариантами постановки краевых условий. Вычисления осуществлялись в матричной форме в среде Mat lab с помощью алгоритмов, полученных на основе метода локальных интегральных уравнений.

Бесплатно

Ресурсы в сетевом планировании сложных комплексов работ

Ляхов Олег Алексеевич

Статья научная

Рассмотрены вопросы оценивания параметров работы сетевых моделей управления проектами. Описаны особенности построения сетевых моделей при различных условиях применения сетевого планирования. Оценено влияние агрегирования моделей на точность календарных планов.

Бесплатно

Решающий алгоритм конкуренции

Антюфеев Виктор Степанович

Статья научная

Предложен алгоритм решения задач, которые обычно решаются с помощью искусственных нейронных сетей (ИНС). Принципы работы нового алгоритма существенно отличаются от принципов работы ИНС (не используются понятия искусственного нейрона, нейронной сети). Обучающие сигналы реализуются методом Монте-Карло. Работа алгоритма может быть исследована математическими методами. Рассмотрен численный пример использования нового алгоритма.

Бесплатно

Решение задачи стабилизации трехсекторной модели отрасли

Джусупов Арыстан Айткужаевич, Калимолдаев Максат Нурадилович, Мурзабеков Заинелхриет Нугманович, Малишевский Евгений Витальевич

Статья научная

Рассмотрена математическая модель трехсекторной экономики. Для неподвижных точек трехсектор- ной модели построено отображение сопряжений. Предложен конструктивный метод исследования ди- намики нелинейной системы в окрестности положения равновесия путем преобразования к линейной системе.

Бесплатно

Решение нелинейной транспортно-производственной задачи методом последовательных расчетов

Жусупбаева Гульзат Амангельдиевна

Статья научная

Обоснована применимость метода последовательных расчетов к однопродуктовой задаче раз- мещения с нелинейными функциями транспортных и производственных затрат.

Бесплатно

Решение нечеткой многокритериальной задачи оптимизации в условиях риска

Бекмуратов Тулкун Файзиевич, Мухамедиева Дилноз Тулкуновна

Статья научная

Рассматриваются подходы к решению нечеткой многокритериальной задачи оптимизации в условиях риска

Бесплатно

Роль компьютерной графики при формировании компетентности в области информационно-коммуникационных технологий у будущих учителей информатики

Халикова Кулира Заманбековна

Статья научная

Рассматриваются проблемы формирования компетентности в области информационно-коммуникационных технологий (ИКТ) у будущих учителей информатики. Проанализирован и обобщен компетентностный подход, в частности ИКТ-компетентность учителя. Обоснована роль компьютерной графики в процессе формирования ИКТ-компетентности.

Бесплатно

Роль компьютерных технологий в высшем педагогическом образовании

Жумабоев Сарвар Мусурмонович

Статья научная

Анализируются роль компьютерных технологий в высшем образовании и их применимость в педагогических учреждениях.

Бесплатно

Российское программирование в лицах: мои учителя

Касьянов Виктор Николаевич

Статья научная

В статье рассматривается история программирования в Сибири. Статья содержит воспоминания автора о жизни и деятельности его учителей, являющихся пионерами и лидерами отечественного программирования.

Бесплатно

Сверление глубоких отверстий в кальцийсодержащей стали ружейными сверлами малых диаметров

Кирсанов Сергей Васильевич, Бабаев Артем Сергеевич

Статья научная

Экспериментально определены технологические показатели обрабатываемости кальцийсодержащей стали при сверлении глубоких отверстий ружейными сверлами диаметром 2,05 мм.

Бесплатно

Сегментация и обработка речевого сигнала с использованием алгоритма средней частоты пересечения уровней

Калимолдаев Максат Нурадилович, Мамырбаев Оркен Жумажанович, Мусабаев Рустам Рафикович, Оразбеков Жасулан Нурлесулы

Статья научная

Для обнаружения изменения сигналов временные признаки более надежны, чем стандартная доменная методика вектора признаков. Представлен метод, основанный на средней частоте пересечения уровней, с целью выявления значительных временных изменений сигнала, представляющий интерес для специалистов в области слуховых моделей. В данной методике, распределяющей уровни, используется адаптационная схема распределения уровней в зависимости от отношения сигнал/шум. Проведено сравнение показателей сегментации с ручной фонетической сегментацией, а также с результатами, полученными на основании изучения сегментации максимальной вероятности для предложений. Метод средней частоты пересечения уровней соответствует наиболее приемлемым показателям сегментации без предварительного знания количества сегментов как в сегментации максимальной вероятности.

Бесплатно

Сегментация полноцветных изображений с помощью рекуррентной нейронной сети

Немировский Виктор Борисович, Стоянов Александр Кириллович

Статья научная

Рассматривается возможность применения рекуррентной нейронной сети для сегментации полноцветных изображений. Приводятся результаты экспериментов по многошаговой сегментации изображений, представленных в цветовых пространствах RGB и YUV.

Бесплатно

Семиотический подход к развитию подготовки специалистов в области информационно-аналитической деятельности

Рыжова , Фомин , Филимонова

Статья научная

Рассматривается методологическое значение семиотики и семиотического подхода для развития про- фессиональной подготовки специалистов в условиях информатизации образования. Обосновывается включение базовых понятий теоретической семиотики в содержание обучения информационно- аналитической деятельности будущих специалистов различных профилей. Выделяется на содержа- тельном уровне семиотическая линия содержания обучения указанной деятельности в контексте ин- формационного моделирования.

Бесплатно

Сеть абонентского доступа с использованием технологий Ethernet FTTH, PON

Попков Глеб Владимирович

Статья научная

Рассмотрены технологии создания пакетной сети абонентского доступа (САД) с использованием технологий Ethernet FTTH, а также сети passive optical network (PON). Обе архитектуры широко используются сервис-провайдерами при построении сетей САД. Проведено сравнение технологий, рассмотрены преимущества, недостатки, перспективы развития.

Бесплатно

Сжатие информации равномерным кодом в системах хранения и обработки данных

Трофимов Виктор Куприянович

Статья научная

Предложен алгоритм построения равномерного кода, доказана эффективность его применения в систе- мах хранения и обработки данных. Проведено сравнение с неравномерным кодом.

Бесплатно

Журнал