CC BY
35
ход к распознаванию на основе адресной сортировки и условия локализации по построению отличают изложенный метод от известных, в которых сортировка не является базовой алгоритмической схемой [7-12].
ЛИТЕРАТУРА
1. Ромм Я.Е. Параллельная сортировка слиянием. Приложение к вычислению нулей, экстремумов функций и распознаванию образов. Таганрог: Изд-во ТГПИ. 1998. 190с.
2. . .
обработки / Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук. Таганрог: Изд-во ТРТУ. 1998. 546с. ВНТИ Центр. №05.990.001006
3. Ромм Я.Е., Гуревич ММ., Витиска Н.И. Вычисление экстремумов функции методом
: - . 1998. 46 .
ВИНИТИ 18.12.98, № 3756 - В 98.
4. . ., . . -
: - . 2000. 47 .
23.10.00, № 2678-В00.
5. Ромм Я.Е. Параллельная сортировка слиянием по матрицам сравнений. II // Кибернетика и системный анализ. 1995. № 4. С.13-37.
6. . ., . . -ских спектров Таганрог: Изд-во ТГПИ. 2000. 17с. ДЕП в ВИНИТИ 13.03.00, №619-В00.
7. Guerra Concettina. 2D object recognition on a reconfigurable mesh // Pattern Recogn. 1998. 31, №1. pp. 83-88.
8. Wunsh Patrick, Lathe Andrew F. Wavelet descriptors for multiresolution recognition of handPrint ed characters // Pattern recognition. 1995. 25, №8. pp. 1237-1249.
9. Park Jeong-Seon, Lee Seong-Whan. Adaptive nonlinear shape matching for unconstrained handwritten characters recognition // Pattern recognition. 1995. 28, №8. pp. 1223-1228.
10. Куссуль Л.М., Луковт В.В. Нейросетевые классификаторы для распознавания рукописных символов // Управл. системы и машины. 1999. №4. С.77-86.
11. Zhu Y., Seneviratne L.D. On the recognition and location of partially occluded objects // J. Intell. and Rob. Syst. 1999. 25, № 2. pp. 133-151.
12. Lee Hyeon-Kyu, Kim Jin H. An HMM-based threshold model approach for gesture recognition // IEEE Trans. Pattern Anal. and Mach. Intell. 1999. 21, №10. pp. 961-973.
УДК 658.512
А.М. Никифоров
ОБ АНАЛИЗЕ ОПЕРАЦИОННЫХ СИСТЕМ НА ПРЕДМЕТ РАСПАРАЛЛЕЛИВАНИЯ ПРОЦЕССА ВЫЧИСЛЕНИЯ
Параллельные вычисления представляют собой одну из самых трудных задач программирования. Это и синхронизация процессов для взаимообмена данными, это и появление семафоров для блокирования взаимоисключающих участков кода, это и проблема неразделяемых ресурсов, и ещё целый ряд различных проблем. В связи с неэффективностью распараллеливания процесса вычисления на единственном центральном процессоре компьютера (появляются системные затраты на переключение контекста задачи, в результате общее время решения задачи только увеличивается) и высокой сложностью (а следовательно и ценой) многопроцессор-
,
ЭВМ в сети и распараллеливание вычислительного процесса по отдельным узлам . , локальную или глобальную сеть. Для успешного решения задачи распараллеливания необходимо только выбрать операционную систему (ОС), которая бы обеспечивала сетевое взаимодействие на должном уровне.
Из всего обилия ОС для задачи распараллеливания наиболее хорошо подходит операционная система QNX, поскольку поддержка сетевого взаимодействия здесь заложено на уровне ядра операционной системы, а само ядро написано таким , , i486 или Pentium100, и вся сеть будет работать с вполне допустимой скоростью.
Операционная система QNX представляет собой гибрид 16/32-битовой опе-, -. , , -, 10-15 .
FLEET [Fault-tolerance (отк^оустойчивая), Load-balancing (ре^лирующая нагрузку), Efficient (эффективная), Extensible (расширяемая), Transparent (прозрачная)].
В качестве основного средства взаимодействия между процессами система использует передачу сообщений. Благодаря этому в 32-битовой среде возможно взаимодействие процессов с 32 и 16-битовым кодом. Причем сообщения передаются между любыми процессами, независимо от того, находятся ли процессы на одном компьютере или на разных узлах сети. Пользователь, работая на одном из , , -, .
Пользователю нет никакой необходимости вникать в сетевой протокол, кото, , , . , которые применяются также и для передачи сообщений. Сетевой администратор распознает эти пакеты и переправляет их микроядру, которое, в свою очередь, пе-
. QNX -
QNX- . -
, TCP/IP. -
ращение к различным сетевым администраторам через один кабель. Операционная QNX
ресурсов с абсолютной прозрачностью доступа к ним. Узлы могут добавляться и исключаться из сети, не влияя на целостность системы. Сетевая обработка данных QNX , -
ный набор Intel совместимых компьютеров, соединенных через Arcnet, Ethernet, Token Ring , -
ключей модем. Причем возможно участие компьютера одновременно в 3 сетях, и
, QNX -
чески будет использовать другие доступные сети без потери информации.
QNX
, , независимо от того, находятся эти процессы на одном компьютере, или на разных
.
в сети. Эта функция (являющаяся отличительной особенностью рМХ и отсутствующая в других операционных системах) очень важна, поскольку позволяет создавать, отлаживать и запускать приложения, не привязываясь к конкретной архитектуре, а также создавать динамические приложения, регулирующие и выравнивающие нагрузку на отдельных узлах сети.
Таким образом, выбрав рМХ в качестве сетевой операционной системы, мы получаем средство для распараллеливания вычислительного процесса на уровне ядра операционной системы и дифференцированные средства отображения, начиная с алфавитно-цифровой консоли и заканчивая сложными графическими много.
Существует несколько видов распараллеливания вычислений:
♦ независимые вычисления; в них входят конкурирующие вычисления (одинаковые процессы выполняют одинаковые задачи, результаты сравниваются на эквивалентность с целью повышения достоверности вычислений) и взаимодополняемые вычисления (одинаковые процессы выполняют сходные задачи,
);
♦ управляемые вычисления; в них входят диспетчируемые процессы с полной и частичной передачей результатов вычислений.
Рассмотрим эти варианты, с точки зрения временных затрат на передачу данных по сети, на примере задачи размещения одного миллиона вентилей на кри-.
Для кодирования одной ячейки из миллиона требуется 20 двоичных разрядов (220=1048576). Для кодирования одного варианта размещения кристалла, содержа-1 . , 1000000 20 , . . 20 -.
локальной сети ЕШете1 (сеть ЕШете1 выбрана, как наиболее популярная и развиваемая). Это: коаксиальный кабель - скорость передачи 10 Мбод (бод=бит/с), витая пара - скорость передачи 100 Мбод и оптоволокно - скорость передачи 1 Гбод. т.е. один вариант размещения (20 Мбит) будет передаваться через локальную сеть 2 с, 200 мс и 20 мс, соответственно. Для передачи базового набора вариантов решений в количестве 500 тыс. (п/2) потребуется чуть менее 12 суток при передаче через коаксиальный кабель, сутки при передаче по витой паре и около трёх часов .
Проведённые вычисления показывают нерентабельность применения диспет-чируемых процессов с полной передачей результатов вычислений.
Независимые конкурирующие вычисления являются очень дорогим средством получения достоверного результата вычисления и, поэтому используются только в системах мгновенного принятия решений.
Таким образом, для громоздких задач (подобно задачам размещения) предлагаю использовать взаимодополняемые независимые алгоритмы, а также диспетчируемые алгоритмы с частичной передачей результатов вычислений, поскольку передача информации в этих двух случаях производится не полными массивами, а
,
.
Реализацию алгоритмов предлагаю выполнить в операционной системе ОМХ, поскольку только в этой операционной системе есть возможность создания гибких , , тонкости сетевых протоколов.
Предлагается новый подход аппаратурной реализации макроопераций вертикальной арифметики, основанный на представлении алгоритмов макроопераций вертикальной арифметики в векторно-матричной форме, удобной для многоуровневой вертикальной арифметики, с последующей организацией параллельных вычислений макроопераций на основе разработанного универсального алгоритма вычисления суммы произведений М чисел многоуровневой вертикальной арифметики [1].
Предложен алгоритм интегрирования на принципе многоуровневой вертикальной арифметики с использованием метода интегрирования с помощью степенных рядов Тейлора, представленных в векторно-матричной форме [1]:
Здесь члены ряда являются функциями многомерных переменных ■ ,
г1г2-т
представленных в виде подматриц размерностей п1, п2,...пт, а (п1хп2х...хпт) - размер массива исходных данных.
Представленный алгоритм интегрирования в векторно-матричной форме реализуются разработанным универсальным алгоритмом многоуровневой вертикальной арифметики параллельной обработки матричных макроопераций [1]:
УДК 316.343.6
В.М. Тарануха
АППАРАТУРНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ МАКРООПЕРАЦИИ ИНТЕГРИРОВАНИЯ НА ОСНОВЕ МНОГОУРОВНЕВОЙ ВЕРТИКАЛЬНОЙ АРИФМЕТИКИ
т
'4
г*е{и...ит}0<1Р<М„ р={1,2,..М}
где Т п хг; 21р +ч - сумма произведений Мчисел, М=2,3, 1р р
ре(1,...М} - размер массива сомножителей;
