定浮点数据算术及其优化

定点算法对于商业计算非常重要,但由于成本和功耗的限制,某些嵌入式芯片尚不能提供浮点部件。针对这些情况,我们必须寻求支持整数ALU的十进制定浮点算数的解决方案。本文提出一种新的基于十进制编码的长整数方法以进行小数运算。实验表明我们的数据模型和算法其性能优于 Java BigDecimal,在实际商业应用中获得了 20％加速。

多维浮点数据的曲线拟合压缩存储方法

以三维位置信息为代表的多维浮点数据是当前高性能计算机系统处理的主要数据对象,对其进行压缩存储是解决海量多维数据量快速增长的需求与存储空间、存储带宽不足的矛盾的手段之一。现有数据压缩算法对浮点多维数据难以取得理想的压缩效果。将多维浮点数据投影到二维坐标上,使用多项式曲线对其进行拟合,将坐标值的存储转换为多项式系数的存储,实现了多维数据的曲线拟合压缩。算法设计中引入了排序作为数据预处理手段,从而得到了较小的压缩误差。理论分析和实验结果表明,在与现有有损压缩误差相当的条件下,得到了优于现有算法的压缩率。

科学计算浮点数据的高性能无损压缩

科学计算在科学界及工业界发挥着越来越重要的作用,所随之产生的科学数据也越来越多.因二级存储(如硬盘)的读写速度通常较慢,庞大的数据量除了占据存储空间之外,还影响着系统性能.文中通过系统研究浮点数据的特性,建立预测精度和压缩比之间的关系的理论体系.通过利用科学数据之间的相关性,采用多种预测器以及高效熵编码方法,提出一种科学数据高性能无损压缩方法.该方法既不需要使用者有关于原始数据的先验知识,也不需要使用者自行设计预测器.通过与其他压缩方法进行比较,结果表明文中方法的压缩比远高于其他方法,并同时具有恒定的海量压缩吞吐量.该方法已被应用于大规模颗粒动力学仿真系统的数据压缩.

浮点数据采集技术及其在微机继电保护装置中应用

应用浮点数据采集技术能够在较低成本下获得较宽的动态范围,这在微机继电保护装置中具有实用价值。文中分析了浮点数据采集技术的基本原理,并提出了一种具体的实现方案。实验表明,所研制的系统完全能够满足精度要求。

基于非线性预处理的SAR图像浮点数据压缩

提出了一种基于非线性预处理和DCT的SAR图像浮点数据压缩方法,通过对预处理前后DCT系数的熵和恢复图像信噪比的分析,确定符合SAR数据特征的预处理方法,再应用区域编码对其进行定值压缩。实验表明该方法可取得非常明显的效果。

时滞相关Logistic函数浮点数据模糊加密稀疏集构造

提出一种基于时滞相关Logistic函数线性调频采样的浮点数据模糊加密算法优化技术,给出时滞相关Logistic函数及相关定义,研究了浮点数据的模糊编码算法,设计实时交互网络的浮点数据模糊加密方案,实现密钥稀疏集构造,采用基于稀疏矩阵的存储格式下的时滞相关Logistic函数浮点数据加密运算,构造密钥稀疏集,优化了算法性能。仿真结果表明,算法数据加密和解密性能较好,具有较高的数据吞吐量,能实现对大数据库的数据加密,提高了密文的不可预测性。

Microsoft浮点数据内部表示分析及其到IEEE标准浮点数据内部表示的转换——为Borland系列C语言增设一组浮点数据转换标准函数

本文详细分析了MicrosoftI浮点数据和IEEE标准浮点数据的内部表示。对Microsoft浮点数据到IEEE浮点数据的转换提出了最佳方案,并给出了具体实现函数。弥补了Borland系列C语言的缺陷。

一种实现浮点数据采集的方法

本文介绍了一种浮点数据采集技术，可以使１２位Ａ／Ｄ达到１９位Ａ／Ｄ的量化效果，且动态范围可达到１１４ｄＢ。

基于FPC和区间编码的工业浮点数据的压缩传输

为解决大量工业浮点数据在GPRS网络上传输时实时性降低的问题,提出了基于科学计算双浮点数压缩算法(FPC)与区间编码相结合的无损压缩方法 IFPC实现工业浮点数据的压缩传输及解压缩。先对FPC算法与通用无损压缩算法应用在浮点数部分时的压缩效果作实验对比,实验结果表明FPC算法相比于通用的无损压缩算法在浮点数压缩上具有较好的压缩率以及较短的压缩与解压缩时间。将FPC算法与区间编码结合后的IFPC算法对整个数据域压缩与解压缩的实验结果表明,所提出的方法相比通用无损压缩算法,压缩率最低可提高7.6%,压缩时间最低可减少49.1%,综合传输时间减少了21.3%,提高了传输实时性。

基于半精度浮点数优化与OpenMP的地震数值模拟

研究地震波场的传播特征是地震勘探的基础,利用有限差分法求解波动方程进行地震正演,其优势在于占用内存低、计算速度快、易于实现。但在三维情况下,计算量和数据量会急剧增加,传统串行地震数值模拟将无法满足计算效率的需求。因此,本文提出一种基于半精度浮点数优化与OpenMP的三维波动方程地震数值模拟方法,该方法首先利用半精度浮点数对地震常用的浮点型数据进行优化;其次利用应用程序接口OpenMP在多核CPU下通过以分割波场计算区域的方式实现并行计算;在保证计算结果满足精度需求的同时,能有效提高三维地震数值模拟的计算效率,并减少近一半的内存需求。通过数值试验证明该方法的有效性和实用性。

Modbus-RTU协议的浮点数传输设计

为解决Modbus-RTU通信协议中保持寄存器不能直接传递高精度浮点数的问题,设计了一种共用体数据结构,定义联合变量,将浮点数和对应的存储数组共享同一内存空间,发送端用浮点数二进制码的方式传输浮点数,接收端再用浮点数的格式读取这4个字节内的数值,实现Modbus-RTU协议的浮点数传输设计。该方法经多次数据传输测试,可同时发送多个不同精度的浮点数,数据传输简单、高效。该方法可应用于需要采用Modbus-RTU协议进行多个浮点数数据传输且精度不同的通信系统中。

基于SystemVerilog的浮点数约束生成器的研究与实现

SystemVerilog是专用于FPGA验证的语言,它的约束随机机制是支持FPGA随机测试的关键。然而,SystemVerilog语言仅提供了对整数类型的约束随机机制,这大大限制了需要使用浮点数随机激励的验证。文中设计了一种基于SystemVerilog的浮点数约束生成器,它通过转换机制,实现对浮点数的约束随机生成,从而将SystemVerilog的约束随机机制扩大到浮点数据类型,有效扩大了SystemVerilog约束随机验证的支持范围。

基于浮点数类型转换和运算的不透明谓词构造方法

随着软件功能的日趋复杂和网络攻击技术的不断演进,软件盗版、软件破解、数据泄露、软件恶意修改等恶意行为呈上升趋势,软件安全问题逐渐成为行业领域普遍关注的焦点和研究方向。代码混淆是一种典型的对抗逆向工程的软件保护技术,它能够在保持程序原有功能不变的条件下加大攻击者对程序进行分析和理解的难度,被广泛应用和深入研究。现有的代码混淆技术大多由于追求混淆效果而普遍存在性能损耗偏高、隐蔽性差等问题。控制结构混淆是代码混淆技术中应用较广泛的一种,它通过扰乱程序的控制流从而提高代码逆向工程难度,不透明谓词混淆是其一大分支。为了弥补现有代码混淆技术的缺陷,提出了基于浮点数类型转换和运算的不透明谓词构造方法,利用计算机浮点数类型转换和运算过程中伴随的精度损失现象使特定条件下产生与常理相悖的运算结果,通过选择若干个小数进行强制类型转换、加法运算和乘法运算,基于其运算结果统计可以构造一系列不透明谓词,实现代码混淆功能。相较于传统的不透明谓词,该构造方法具有隐蔽性高、通用性好、可逆性、开销低等优点。实验验证表明,该方法在大幅降低攻击者对软件进行逆向工程等工作速度的同时,对于符号执行等动态分析技术具有良好的抵御性能。

Excel中不可见浮点数误差的来源探究

为了获取Excel中存在不可见的浮点数误差的直接证据,采用不同构造方式在Excel中生成了“相同”的小数数列,分别使用“=”和MATCH函数比较了各数列中的数据在修约前后的一致性。通过拆解Excel工作簿文件,获取其内部存储的高精度数据,证明了Excel中的存储精度高于显示精度,这一精度差异在某些情况下会导致不可见的浮点数误差。

3D图形大揭秘:边界表示与浮点数

大家好,我是浩然。在上一期中,我们主要学习了如何用体素来表示三维图形。那么,本期让我们继续探索图形的秘密吧!图形边界的表示上一期讲的体素和八叉树我已经完全理解了,它们都是以立方体为基本单位来表示三维形状,非常直观。那么在实际的三维游戏中,是不是也使用这样的方法来表示物体的形状呢?

浮点数编码的遗传算法及其应用

对多极值函数的全局优化问题 ,采用十进制浮点数对遗传算法进行编码 ,综合设计出相应的选择、交叉与变异遗传操作 ,得到浮点数编码的遗传算法 (Float encodingGeneticAlgorithm ,FGA) .应用FGA对 3个著名的优化方法测试函数进行优化计算 .仿真结果表明FGA不易陷入局部极值 ,收敛速度快 ,并能得到较高的优化精度 .

浮点数编码遗传算法及其在电站机组组合优化中的应用

对遗传算法进行浮点数编码并设计相应的遗传操作，得到浮点数编码的遗传算法ＦＧＡ（Ｆｌｏａｔ－ｃｏｄｅｄＧｅｎｅｔｉｃＡｌｇｏｒｉｔｈｍ）．仿真实例表明：与ＡＧＡ相比，ＦＧＡ不易陷入局部极值，收敛速度快，且能得到较高的优化精度．ＦＧＡ应用到电站机组组合优化问题中，得到良好的结果．ＦＧＡ具有通用性，能用于其它系统的优化问题．进一步深入研究ＦＧＡ并将其应用到电力系统中有潜在应用价值．

浮点数学函数异常处理方法

异常会造成程序错误,实现完全没有异常的浮点计算软件也很艰难,因此,实现有效的异常处理方法很重要.但现有的异常处理并不针对浮点运算,并且研究重点都集中在整数溢出错误上,而浮点类型运算降低了整数溢出存在的可能.针对上述现象,面向基于汇编实现的数学函数,提出了一种针对浮点运算的分段式异常处理方法.通过将异常类型映射为64位浮点数,以核心运算为中心,将异常处理过程分为3个阶段:输入参数检测(处理INV异常)、特定代码检测(处理DZE异常和INF异常)以及输出结果检测(处理FPF异常和DNO异常),并从数学运算的角度对该方法采用分段式处理的原因进行了证明.实验将该方法应用于Mlib浮点函数库,对库中600多个面向不同平台的浮点函数进行了测试.测试结果表明:该方法能够将出现浮点异常即中断的函数个数从90%降到0%.同时,实验结果验证了该方法的高效性.

浮点数编码的遗传算法在系统辨识中的应用

采用基于浮点数编码 (十进制编码 )的遗传算法 ,融合和改进了一些遗传操作 ,提出了一种系统辨识的方法并应用到在噪声背景下 ARMA模型系统的辨识 .仿真表明 ,该方法能有效地克服有色噪音的干扰 ,从而获得系统参数的无偏估计 ,在开口箱扬声器系统的低频参数测量中的应用也表明了该方法的有效性 .

计算机浮点数算术运算的舍入误差研究

对计算机浮点数算术运算的舍入误差进行分析,是对数值计算方法作误差分析的基础。论文全面研究了计算机浮点数算术运算的舍入误差的基本理论,对有关结论均作了严格的论证。并举例说明由算术运算的误差界,可建立较复杂运算的误差界。还研究了向前误差分析和向后误差分析的要点。推广上述结果,对矩阵基本运算的舍入误差进行了估计。