Методи та інформаційна технологія прискореного обчислення великих даних для систем розподіленої обробки інформації −

Abstract

Дисертація присвячена дослідженню актуальних проблем прискорення обчислень великих даних в системах розподіленої обробки інформації за рахунок розробки методів прискорення виконання базових операцій з урахуванням особливостей і властивостей сучасних обчислювальних платформ та зменшення складності реалізації при умові високої швидкості й великого об’єму вхідного потоку даних. Вперше запропоновано удосконалений метод одновимірного каскаду реалізації обчислення базових операцій обробки даних, який, на відміну від наявних, використовує конструктивні модулі з наскрізним переносом. Визначено, що удосконалення методу забезпечує зменшення апаратних витрат в середньому на 10% порівняно з існуючим базовим методом. Запропоновано модифікацію удосконаленого методу одновимірного каскаду реалізації процедури обчислення базових операцій обробки даних, який, на відміну від раніше запропонованого, використовує конструктивні модулі нерегулярного типу. Встановлено, що модифікацію методу можна застосовувати для зменшення обчислювальної складності у разі не критичності вимог до регулярності структури обчислювача. Використання модифікованого методу дозволяє зменшити витрати обчислювальних ресурсів більше ніж на 50%, в залежності від розрядності, порівняно з існуючим базовим методом. Отримав подальший розвиток метод прискорення обчисленнь операцій за модулем для чисел великої розрядності, який, на відміну від відомих, використовує ланцюги групового переносу, що дозволяє підвищити швидкість виконання операцій у 8 разів порівняно з реалізацією базовим методом. Розроблено модель обчислювальних структур для виконання операцій за змінним простим модулем над числами великої розрядності, яка на відміну від відомих, дозволяє конструювання необхідних комбінацій виконавчих пристроїв для виконання однотипних арифметичних інструкцій за модулем над числами великої розрядності. Запропоновано адаптований алгоритм обчислення операції множення та піднесення до степеню за модулем з урахуванням особливостей її побудови раніш запропонованим методом одновимірного каскаду. Запропонована адаптація дозволяє зменшити час обчислення за рахунок використання меної кількості обчислювально витратних операцій при певних наборах вхідних даних. Розроблена інформаційна технологія обчислення великих даних, яка, на відміну від існуючих, базується на запропонованому методі обчислень за модулем та забезпечує прискорення виконання обчислювальних процедур.