基于双倍双精度施密特正交化方法的QR分解算法

当矩阵的规模较大或者条件数较高时,格拉姆-施密特(Gram-Schmidt)正交化算法和其相关修正算法时常表现出数值不稳定性的现象。为了解决该问题,探索了修正Gram-Schmidt算法(MGS)中舍入误差的累积效应,然后基于无误差变换技术和双倍双精度算法,设计并实现了双倍双精度修正Gram-Schmidt正交化算法(DDMGS)。该算法的精度测试中显示所提算法较分块施密特正交化(BMGS＿SVL,BMGS＿CWY,BCGS＿PIP与BCGS＿PIO)的变体算法具有更好的数值稳定性,证明了DDMGS算法能够有效地减少矩阵的正交性损失,提升数值精度,展示了所提算法的可靠性。在算法的性能测试中,首先计算并比较了不同算法的浮点计算量(flops),随后将所提DDMGS算法与修正施密特正交化算法在ARM和Intel两款处理器上作比较,虽然DDMGS算法的运行时间分别是MGS的5.03倍和18.06倍左右,但获得了明显的精度提升效果。     

面向飞腾处理器的高精度求和与点乘算法实现和优化

在大规模和长时程数值计算中,浮点运算的舍入误差的累积效应可能导致数值结果不可信.求和与点乘是浮点数值计算中最为基础的运算,在大规模科学计算过程中被频繁调用,其数值结果精度至关重要.面向国产飞腾处理器,基于OpenBLAS,采用无误差变换技术设计了高效的汇编内核函数,实现并优化了高精度的求和与点乘算法.数值实验显示,该高...     

编程语言中浮点数精度丢失问题

程序设计语言一般会出现浮点数精度丢失问题,这直接影响到程序执行结果的准确性和可靠性。以Java语言为例,从浮点数的存储结构上进行分析,找出了浮点数精度缺失问题产生的根源因素。为了解决此问题,Java语言提供了一个大数类BigDecimal,但是该类操作浮点数不方便,需要多次数据类型转换。提出了快捷的四舍五入解决方法,该方法同样适用于其他编程语言。     

FFT算法的汇编语言实现研究

用汇编语言实现FFT算法首先要解决几个问题:用什么数制及什么程序框图。本文在研究FFT算法原理的基础上采用了一种较简明的程序框图,并用4字节浮点数进行运算,使程序即精炼又满足一定的精度要求。本文最后是该实现的意义。     

多轴多工位数控机床加工精度误差预测方法研究

加工精度作为数控机床工作性能的重要衡量指标之一,极易受到伺服系统性能、机床结构、工艺参数或外界环境等因素的影响.本文以多轴多工位数控机床为研究对象,设计一种加工精度误差预测方法.实验结果表明:该方法不仅能够精准地预测出数控机床加工精度误差,且预测效果会随着误差的增加而提高.     

SCILAB在考试的能力结构和维度研究中的应用

考试的能力结构和维度是考试效度的重要依据,本文引入多元统计理论中的因子分析法分析考试的能力结构和维度,并利用科学计算软件SCILAB编写分析算法,结合实际进行分析计算后,得到了与实际情况比较吻合的结果。     

DCS中浮点数精度对控制算法的影响

在DCS中,主控单元模块的数据存储资源有限,为了节省数据的存储空间,开发算法块时尽可能使用低精度的数据类型。由于浮点运算超过精度能表示的范围就需要近似或舍入,这样就会产生误差,对于一些涉及到复杂运算的算法,数据精度不足有时会造成算法计算错误。所以在算法测试过程中,应包含数据精度方面的测试。     

基于新型卡尔曼滤波算法的称重系统实现研究

针对信号采集中存在脉冲干扰和高斯白噪声引起的误差问题,提出了基于新型卡尔曼滤波算法的称重系统实现方案,给出了该称重系统的组成。该算法对信号进行阈值和防脉冲干扰滤波,在防脉冲干扰滤波过程中不断优化阈值滤波中的对比值,消除了干扰幅度较大的非周期脉冲信号;将信号送入下一级滤波器进行时间更新、测量更新,消除了高斯白噪声干扰。一系列试验表明,测量范围内系统灵敏度约为0.15 mV/kg;最大差值为0.1 kg,准确度达到99.7%;经过新型卡尔曼滤波后误差均处于0.4%以下,相比使用传统的卡尔曼滤波算法,系统精度提高到4.5倍。     

基于MPI的高精度归约函数设计与实现

随着科学工程计算大规模、高维数和长时程的特性越来越显著,浮点舍入误差的累积效应往往使得计算结果不可信,提高计算精度成为了并行计算领域研究的热点之一.基于M PIC H3框架,采用无误差变换技术构建新的数据格式和相应运算操作符,设计了高精度归约函数M PI_ACCU_REDUCE,实现了高精度的求和、求积和求L2范数3种...     

单精度浮点数累加和误差研究

计算机中进行浮点数加法运算时,需要进行对阶和右规格化操作,该操作会进行舍入处理,这种处理过程会产生误差,浮点数累加运算会造成误差的累积,导致计算结果精度不够甚至计算结果错误。通过实验手段研究单精度浮点数累加过程中不同结合顺序对浮点数累加和误差的影响,探索结合顺序导致计算误差的规律,为多核计算、GPU计算、多处理器计算等计算范型和计算结构提供选择结合方法的依据,便于发挥其并行计算的优势。     

Linux系统下用SCILAB对化学实验数据进行分析和处理

为简单、快速地分析大量的化学实验数据,介绍了自由科学计算软件SCILAB及其在Linux系统下的安装,并用实例讨论了如何用SCILAB分析实验数据。结果表明,用SCILAB所提供的函数对实验数据进行分析处理将非常方便,大大减小误差,SCILAB提供的的图形显示函数绘制实验数据曲线,可以使实验结果更加直观。     

基于FPGA技术的浮点运算器的设计与实现

日趋进步和完善的FPGA(现场可编程门阵列)技术推动了当前数字电路的设计。浮点运算器是计算机的一个组成部件,结构比较复杂,利用FPGA技术设计浮点运算器可以缩短产品的开发周期。介绍了基于FPGA技术的浮点运算器的设计与实现。描述了采用VHDL(VHSIC硬件描述语言)和原理图方式设计完成浮点运算器的方法和步骤。利用FPGA技术,能方便灵活地设计出浮点运算器。     

改进的核密度点云去噪算法的研究与实现

针对目前基于核密度估计的去噪算法在核函数参数的选取上未能充分体现散乱点云数据的表面特征,提出一种改进的去噪算法。以当前点法向量与其邻域内点的法向量构造的差向量作为核函数的参数,引入面积权重进行光顺,通过构造空间单元格的最大连通域剔除离群点,结合K-近邻搜索建立点云之间的拓扑关系,以改进的高斯函数作为核函数计算当前点的影响值。实验结果表明,该算法在有效去除表面噪声和离群点的同时,能够较好保留模型的细节特征。     

一种基于SRT-8算法的SIMD浮点除法器的设计与实现

在科学计算、数字信号处理、通信和图像处理等应用中,除法运算是常用的基本操作之一。基于SRT 8除法算法,设计一个SIMD结构的IEEE 754标准浮点除法器,在同一硬件平台上能够实现双精度浮点除法和两个并行的单精度浮点除法。通过优化SRT 8迭代除法结构,提出商选择和余数加法的并行处理,并采用商数字存储技术降低迭代除法的计算延时,提高频率。同时,采用复用策略减少硬件资源开销,节省面积。实验表明,在40nm工艺下,本设计综合cell面积为18601.9681 μm2,运行频率可达2.5GHz,相对传统的SRT 8实现关键延迟减少了23.81%。     

基于ARM920T内核的FFT算法的高效实现

随着ARM体系结构的发展,ARM处理器已经可以胜任许多DSP应用。为了充分挖掘ARM处理器数字信号处理能力,结合ARM内核设计特点设计了基4-FFT算法的高效ARM程序。代码设计中,对寄存器分配和指令调度作了精细地控制,提出了ARM汇编中浮点数的定点格式存储和计算方法,充分利用桶形移位器和5级流水线,避免了流水线互锁问题。实验结果表明优化后的程序指令周期总数减少并且运算精度很高。这些优化方法对ARM程序优化具有实际指导意义。     

基于遗传算法的多传感器网络中目标定位算法

应用于目标定位的多传感器网络系统中,测距定位是一种常用手段,但是由于系统设备和环境干扰等因素的影响,使得测距数据产生误差,影响定位精度。提出了一种基于最小二乘法和遗传算法的一种组合定位算法,首先利用最小二乘法,拟合出目标点的初始概位,并对各节点到初始概位的距离与测量数据的相对误差的绝对值进行排序,根据确定的剔除比例系数,剔除明显异常的测距数据后,再利用遗传算法对目标点进行定位。仿真实验表明,该算法简单易于实现,可有效提高定位精度。     

基于控制点误差控制的网格简化算法

提出了一种基于控制点误差控制的网格简化算法，以初始网格三角形的中心点作为第一类控制点，以特征边的顶点作为第二类控制点，控制点与受控三角形之间的距离作为简化误差。根据设定的三角形权重，按照顺序进行三角形折叠操作，简化操作后必须满足控制点到受控三角形的距离小于阈值。