Оптимізація паралельних алгоритмів цифрової фільтрації великих масивів даних

R. R. Vdovych, M. S. Yadzhak

Анотація


Для розв’язання одновимірної задачі цифрової фільтрації розгляну­то парале­льні алгоритми з автономними гілками, зокрема алго­ритм з обме­женим пара­лелізмом, який зменшує обсяг дубльованих обчислень у гілках. Ці алго­рит­ми побудовано з використанням методу пірамід для розпаралелюван­ня циклів. Запропоно­ва­но підхід до розроблення алгоритмів з обмеженим парале­лізмом для спільної та розподіленої па­м’я­ті, в яких відсут­ні дублювання об­чи­слень на ітераціях у паралельних гіл­ках. Кожен з цих алгоритмів орієн­това­ний на реалізацію зі застосуванням сучасних про­гра­мних і апара­т­них засо­бів.

 

Зразок для цитування: Р. Р. Вдович, М. С. Яджак, “Оптимізація паралельних алгоритмів цифрової фільтрації великих масивів даних”, Прикл. проблеми механіки і математики, Вип. 23, 87–93 (2025), https://doi.org/10.15407/apmm2025.23.87-93


Ключові слова


цифрова фільтрація даних, паралельний алгоритм, автономні гілки, обмежений паралелізм, прискорення обчислень, оптимізація, розпаралелювання циклів

Посилання


Azarova A. O., Krak I. V., Nikiforova L. O. et al. Applying Systems Analysis and Mathematical Apparatus of Fuzzy Logic to Model the Process of Evaluating the Financial State of the Enterprise // Cybern. and Syst. Anal. – 2024. – 60, No. 6. – P. 978–990. https://doi.org/10.1007/s10559-024-00734-y.

Vdovych R., Yadzhak M. Analysis of the implementation of parallel algorithms for digital filtering of large arrays of distorted data // Physico-mathematical modelling and informational technologies. – 2025. – Is. 40. – P. 47–52. – https://doi.org/10.15407/fmmit2025.40.047.

Gasanov S. S., Kulyk A. V., Kulyk V. V. Systems Analysis and Modeling a Multi-Sectoral Economy Based on the Input–Output Model (An Example of Japanese Economy) // Cybern. and Syst. Anal. – 2023. – 59, No. 2. – P. 238–250. – https://doi.org/10.1007/s10559-023-00558-2.

Demydyuk M. V., Lytwyn B. A. The problems of human gait mathematical modeling subject to biomechanical experimental data // Applied problems of mechanics and mathematics. – 2012. – Is. 10. – P. 51–62.

Polishchuk D. O. Informational technology for complex deterministic evaluation of complex hierarchical network systems: abstract of Phd, speciality 05.13.06. – informational technologies. – Lviv: Ukrainian Printing Academy, 2017. – 22 p.

Polishchuk O. D., Yadzhak M. S. Models and methods of comprehensive investigation of complex network systems and intersystem interactions. – Lviv: Pidstryhach Institute of Applied Problems of Mechanics and Mathematics of NAS of Ukraine, 2023. – 386 p.

Skorobohatko S., Fesenko H., Kharchenko V. et al. Architecture and Reliability Models of Hybrid Sensor Networks for Environmental and Emergency Monitoring Systems // Cybern. and Syst. Anal. – 2024. – 60, No. 2. – P. 293–304. – https://doi.org/10.1007/s10559-024-00670-x.

Tymchenko O. V. Differential methods of digital filtering. – Lviv: Feniks, 1999. – 388 p.

Tyutyunnyk M. I. Parallel algorithms for complex evaluation of the state and operation quality of complex systems functioning: abstract of Phd, speciality 01.05.03 – mathematical and software of computational machines and systems. – Kyiv: Taras Shevchenko National University of Kyiv, 2020. – 22 p.

Yadzhak M. S. Modification of the pyramids method for parallelization of the loops: organization of exchange between branches // Mathem. methods and physicomechanical fields. – 2000. – 43, No. 4. – P. 68–72.

Yadzhak M. S. Parallel Algorithms for Data Digital Filtering // Cybern. and Syst. Anal. – 2023.– 59, No. 1. – P. 39–48. https://doi.org/10.1007/s10559-023-00540-y.

Yatsymirskyy M. M. The fast orthogonal trigonometric transform algorithms. – Lviv: Academic Express LTD, 1997. – 220 p.

Cheryala N. K. Systolic Arrays and the TPU [Electronic resource]. – 2020. – https://www.linkedin.com/pulse/systolic-arrays-tpu-neeraj-cheryala.

Jackson M. O. Social and economic networks. – Princeton: Princeton University Press, 2010. – 520 p. https://doi.org/10.2307/j.ctvcm4gh1.

Kung H. T., Leiserson C. E. Systolic arrays (for VLSI) // Proc. of the Sympos. On Sparse Matrix Comput., Knoxville, 1978. – Philadelphia: SIAM, 1979. – P. 256–282.

Osat S., Radicchi F., Papadopoulos F. k-core structure of real multiplex networks // Physical Review Research. – 2020. – 2, No. 2. – 023176. – https://doi.org/10.1103/PhysRevResearch.2.023176.

Szell M., Thurner S. Measuring social dynamics in a massive multiplayer online game // arXiv:0911.1084 [physics.soc-ph]. 5 Nov 2009. 23 p.

The list Top500 [Electronic resource]. – http://www.top500.org.

Valdez L. D., Braunstein L. A., Havlin S. Epidemic spreading on modular networks: The fear to declare a pandemic // arXiv:1909.09695v2 [physics.soc-ph]. 23 March 2020. 38 p.

Valkovskii V. A. An optimal algorithm for solving the problem of digital filtering // Pattern Recognition and Image Analysis. – 1994. – 4, No. 3. – P. 241–247.


Посилання

  • Поки немає зовнішніх посилань.


Creative Commons License
Ця робота ліцензована Creative Commons Attribution 3.0 License.