В Грицик - Розпаралелювання в системах обробки даних задач комп'ютерного зору - страница 1

Страницы:
1  2  3 

УДК 004.89; 681

В. Грицик (1973 р. н.) Державний науково-дослідний інститут інформаційної інфраструктури (м. Львів)

РОЗПАРАЛЕЛЮВАННЯ В СИСТЕМАХ ОБРОБКИ ДАНИХ ЗАДАЧ КОМП'ЮТЕРНОГО ЗОРУ

 

© Грицик В. (1973р.н.), 2010

 

Досліджено системний підхід розпаралелювання обробки даних задач комп'ютер­ного зору у забезпеченні реального часу. Розглянуто відповідні системи паралельної і магістральної обробки даних.

The article presents a systematic research approach to parallel processing of computerized tasks in providing real-time. The article also discussed, trunk and parallel processing.

 

Постановка проблеми

Дослідивши наявні теоретичні та практичні розробки, можна стверджувати, що сьогодні потрібні розробки підходів та опис налаштування у складних системах обробки даних. Можна згадати нові дослідження обчислювальних біологічних систем у межах наноструктур. Тому важливим є підхід до налаштування обробки даних для високої кількості однорідних середовищ. У напрямку реалізації задач великої розмірності важливими є дослідження з виявлення паралелізму алгоритму, а також розроблення принципово нових підходів конструктивних алгоритмів паралельної структури для розв'язання задач великих розмірностей у системах комп'ютерного зору для різних задач предметних областей знань, практичного застосування. Незважаючи на значні досягнення в різних задачах комп' ютерного зору, надалі наявна проблема необхідності розв' язання практичних задач обробки зображень у реальному часі. Така ситуація пов' язана із зростанням вимог до кількості інформації, яку потрібно обробляти в момент часу.

Важливим надалі є розвиток теоретичних досліджень розпаралелювання відносно структурних підходів, системних застосувань, методів реалізації задач комп'ютерного зору [1-3].

 

Мета дослідження

Мета дослідження - це налаштування системи обробки даних, алгоритми і синтез складних систем паралельної обробки даних у реальному часі.

Налаштування системи обробки даних. Синтез складних систем паралельної обробки даних

Розглянемо можливість розпаралелювання обробки інформації під час синтезу складних систем обробки даних на рівні ярусно-паралельних структур алгоритму, застосування також магістральних методів реалізації процесу обробки даних. Такий підхід дає можливість налашту­вання системи на реалізацію задач у заданому режимі обробки даних, які надходять. У цьому підході важливим є вибір основних операторів, що дають змогу налаштовувати системи. Розгля­немо систему

S, с X, х Yl

 

і нехай

X, =x\X9:j є I Y =*Ye:J' L }Позначимо через Z'хі декартовий добуток компонентних множин X,, які можуть бути для

реалізації з'єднань систем; а через Zxf - сімейство всіх компонентів множин X, і позначимо через

X* = {X j : X j є X, л X j ї Zxt }

5

 

де X  - сімейство компонентних множин ;

X* {Xj :X j єXt лX j їZXi }= х XXy єX* j

 

Отже, отримаємо:X. = X* х ZX


(2)Аналогічно

Y=Y * х

 

Із ((1) : (3)) можна синтезувати множину синтезованих (з'єднаних) систем


 

(3)(4)

S     s-                                                            s- ,

Системи °,  і    ,z не одинакові системи; система    ,z визначає можливість з'єднання (синтезування) систем. Клас синтезованих систем із (4) визначаємо так

Sz = {Sz:S,z c(x* х)х(Y* хZy )}

 

 

 

 

 

 

і


У цьому класі систем знайдемо основні параметри синтезу систем.

I. Каскадний синтез (з' єднання)

Нехай S1 с X1             х ZX1 )    S 2 с ( X2* х ZY ) х Y2.

Введемо операцію о: Sz х Sz => Sz , таку, що S1 о s 2 = s з , де S3 с(X х X2)х (Y* хЕ,),   Zx1 =     = Z

 

 

((X1,X2), (Y1,Y2) є S3 » (3z)((X1(Y1,Z)) є S1 л ((X2,Z\Y2) є S2\

Операцію о визначимо як каскадний синтез, або каскадну операцію.

II.        Паралельний синтез (з' єднання)

 

Нехай

 

Введемо операцію +: Sz х Sz => Sz таку, що s1 + s2= s3, деS3 с(X* хX2 хZ)х(Y хY2),        =      = Z

 

і

((x 1, X2, Z), (Y1, Y2)) є S3 о ((X1, Z)Y) є S1 л ((X2, Z), Y2) є S2

Операцію + назвемо паралельним синтезом (з'єднання), або паралельною операцією. ІІІ. Замикання зворотного зв'язку (організація операції циклів).

Нехай F - відображення F: Sz     Sz , таке що F (S1) = S2 ,

де S1 с (X* х Zx) х (Y * х ZY ),

а S2 с X* х Y\   Zx = ZY = Z і (X, Y) є S2 о ($ z)(((X, Z), (Y, Z)) є S1).

Відображення F називається замиканням зворотного зв' язку, або операцією замикання обер­неного зв' язку.

Отже, введені три основні операції синтезу систем, які практично вичерпують можливості організації операцій складних систем обробки даних.

Нижче наведено основні властивості синтезу операцій обробки даних.

1. Якщо операція (S1 о S 2) о S 3 визначена, тоді справедлива рівність

(S1 о S 2) о S 3 = S1 (S 2 о S 3).

2. S1 о S2 ф S2 о

3. Якщо операції ( S1 + S2 ) + S3 і S1 + ( S2 + S3 ) визначені, тоді справедлива рівність

 

(S1 + S 2) + S 3 = S1 + (S 2 + S3).

4.  S1 + S2 = S2 + S1.

5. В операції о немає одиничного елемента.

6. Роль одиничного елемента для операції + відіграє пуста система .

7. F( S1 о S2 ) = F( S2 о S1 ), якщо обидві частини цієї рівності мають сенс.

8. Якщо системи S1 с X1 х (Y1 х Z) і S2 с (X2 х Z) х Y2 не попереджують, тоді не попереджує і система

9. Якщо системи                                                                               не попереджують, тоді не
попереджуватиме
і система S3 = S1 + S2 .

Страницы:
1  2  3 


Похожие статьи

В Грицик - Обробка даних в проблемно-орієнтованих системах

В Грицик - Розпаралелювання в системах обробки даних задач комп'ютерного зору

В Грицик - Технологія нейрокомп' ютингу реального часу