Представление информации в арифметико-логическом преобразователе оптического процессора

Аннотация

В статье рассмотрены вопросы решения задачи из  области специальных вычислительных комплексов и касаются представления информации в Арифметико-Логических Преобразователях, построенных на принципах обработки цвето-световых сигналов. Анализ построения вычислительных систем, применяемых на практике, в т.ч. в ОПК, показывает, что как правило основными видами обрабатываемой информации являются: числа (основа – цифры), тексты (основа – буквы), звуки (основа – кодеки), цветовые и видеоизображения (основа – световая гамма цветов). При этом можно выделить две основных характерных черты большинства перечисленных видов информации: они в природе в чистом виде не существуют; их обработка в конечном счете ведется, как правило, в цифровом виде (рассматриваем только системы цифровой обработки сигналов). Для повышения точности обработки всех видов информации в работе отказались от системы описания цвета – RGB, характеризующейся неоднозначностью системы координат RGB и аппаратной зависимостью; неясным представлением о цвете на основе соотношения этих сигналов, так как воздействие на один из них приводит к изменению цвета, которое трудно предсказать и корректно обработать. Поэтому предложено перейти к отображению информации в колометрической системе координат с фиксированными длинами волн основных цветовых сигналов. Это позволит упростить и ускорить обработку цветных изображений представляющих в закодированном виде цифро-буквенную, звуковую и видео информацию и обеспечит стабильность работы оптических узлов оптического или гибридного процессора, в том числе при воздействии внешних дестабилизирующих факторов.


 


Сведения об авторах

Nikolay Fedorovich Sycevich, Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого

старший преподаватель кафедры вычислительных комплексов автоматизированных систем обработки информации и управления специального назначения, cоветник РАЕ

Dmitry Vladimirovich Krakhmalev, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации

доцент кафедры бизнес-информатики, кандидат технических наук, доцент

Mikhail Sergeevich Chipchagov, Финансовый университет при Правительстве Российской Федерации

доцент Департамента анализа данных и машинного обучения, кандидат технических наук

Andrey Sergeevich Verbitskiy, Московское высшее общевойсковое командное училище

доцент кафедры общепрофессиональных дисциплин, кандидат технических наук

Литература

1. Melnikov A.K. Research of possible modifications of reconfigurable computer systems. Izvestiya SFedU. Engineering sciences. 2014;(12):83-89. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: TIOOIB
2. Melnikov A.K. Research of methods of reconfigurable computer systems improvement for implementation of computationally laborious tasks. Vestnik komp'iuternykh i informatsionnykh tekhnologii = Herald of computer and information technologies. 2016;(2):52-60. (In Russ., abstract in Eng.) https://doi.org/10.14489/vkit.2016.02.pp.052-059
3. Levin I.I. The generation of high performance reconfigurable computer systems. Tomsk State University Journal of Control and Computer Science. 2008;(2):77-93. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: KGCWZT
4. Malashenko Y.E., Nazarova I.A. Control model of the phased upgrade of a heterogeneous computing system. Journal of Computer and Systems Sciences International. 2016;55(6):924-937. https://doi.org/10.1134/S1064230716050117
5. Leokhin Yu.L., Dvoretskiy I.N. Energy-efficient heterogeneous multiprocessor hardware and software complex. Journal of Instrument Engineering. 2017;60(5):440-446. (In Russ., abstract in Eng.) https://doi.org/10.17586/0021-3454-2017-60-5-440-446
6. Ksenofontov A.S., Sytsevich N.F., Kuliyev R.S., Sytsevich S.N. Increase of vitality of the majority-reserved systems of management. News of the Kabardino-Balkarian Scientific Center of the RAS. 2015;(6-2):100-104. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: VBSIBF
7. Sytsevich N.F., Kuliev R.S., Krakhmalev D.V., Zhaboev Zh.Zh. Majorization of USART signals in majority-reserved systems. Modern high technologies. 2018;(12-2):366-370. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: YVMDJB
8. Sytsevich N.F., Kuliyev R.S., Moskalenko L.A., Molov M.Z. Synchronization of work of majority elements of the reserved complete sets of systems managements. Modern high technologies. 2016;(8-2):261-264. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: WHKSXT
9. Sytsevich N.F., Kuliyev R.S., Krakhmalev D.V., Zhaboev Zh.Zh. Mazhority signals with an acceptable level mismatch in majority-redundant system. Modern high technologies. 2017;(5):73-77. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: YRYDQZ
10. Krakhmalev D.V., Sytsevich N.F., Titov V.A. The increase of survivability in supercomputing structures based on redundant interfaces. Bulletin of the Institute of World Civilizations. 2018;9(2):121-127. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: UTPDQG
11. Datta A.K., Munshi S. Signed-negabinary-arithmetic-based optical computing by use of a single liquid-crystal-display panel. Applied Optics. 2002;41(8):1556-1564. https://doi.org/10.1364/AO.41.001556
12. Wong W.M., Blow K.J. Design and analysis of an all-optical processor for modular arithmetic. Optics Communications. 2006;265(2):425-433. https://doi.org/10.1016/j.optcom.2006.03.044
13. Nakarmi B., Rakib-Uddin M., Won Y.H. Realization of All-Optical Digital Comparator Using Single Mode Fabry Pérot Laser Diodes. Journal of Lightwave Technology. 2011;29(19):3015-3021. https://doi.org/10.1109/JLT.2011.2165833
14. Kuzhakov P.V. Issledovanie tehnologii sozdanija modul'no-narashhivaemyh mnogoprocessornyh vychislitel'nyh sistem s programmiruemoj arhitekturoj na osnove rekonfiguriruemoj jelementnoj bazy [Study of the technology for creating modularly scalable multiprocessor computing systems with a programmable architecture based on a reconfigurable element base]. Scientific and Technical Journal of Information Technologies, Mechanics and Optics. 2006;(25):13-20. (In Russ.) EDN: JURWJH
15. Kalyaev I.A., Dordopulo A.I., Levin I.I., Gudkov V.A., Gulenok A.A. Programming technology for hybrid computer systems. Computational Technologies. 2016;21(3):33-44. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: WHTGZP
16. Shalagin S.V. Realization of computer engineering devices on multiprocessor systems with programmable architecture. Vestnik of Mari State Technical University. Series Radio Engineering and Infocommunication Systems. 2011;(1):38-46. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: NULMCL
17. Zelenskiy A.A., Khar'kov M.A., Ivanovskiy S.P., Abdullin T.Kh. High-performance numerical control system based on programmable logic devices. Bulletin of the Voronezh State Technical University. 2018;14(5):8-12. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: YLHJIT
18. Levin I.I., Ponomarev I.M., Shakhov R.V., Shmatok A.V. Mnogoprocessornye rabochie stancii s programmiruemoj arhitekturoj jeffektivnyj instrument reshenija slozhnyh nauchno-tehnicheskih zadach [Multiprocessor workstations with programmable architecture an effective tool for solving complex scientific and technical problems]. Izvestia TRTU. 2002;2(25):180-183. EDN: KRSFDV
19. Shibaev S.S., Novikov V.M., Rozdobud'ko V.V. he theory of acoustooptic spectrum analyzer with aperture synthesis. Physics of Wave Processes and Radio Systems. 2010;13(1):55-60. (In Russ., abstract in Eng.) EDN: MNHDYZ
20. Chernomorets A.A., Bolgova E.V., Zalivin A.N., Oleynik I.I. A optical signals combined processing in the object detection task. Belgorod State University Scientific Bulletin. Economics. Information technologies. 2019;46(4):764-773. (In Russ., abstract in Eng.) https://doi.org/10.18413/2411-3808-2019-46-4-764-773
21. Zhilyakov E.G., Konstantinov I.S., Chernomorets A.A. Decomposition of images into additive components. International Journal of Imaging and Robotics. 2016;16(1):1-8. Available at: http://www.ceser.in/ceserp/index.php/iji/article/view/4020 (accessed 09.01.2023).
22. Bernardin K., Stiefelhagen R. Evaluating Multiple Object Tracking Performance: The CLEAR MOT Metrics. EURASIP Journal on Image and Video Processing. 2008. Article number: 246309. https://doi.org/10.1155/2008/246309
23. Dufour J.-Y. Intelligent Video Surveillance Systems. In: Dufour J.-Y., ed. John Wiley & Sons, Inc.; 2012. 352 p. https://doi.org/10.1002/9781118577851
24. Gonza´lez-Marcos A.P., Martı´n-Pereda J.A. Method to analyze the influence of hysteresis in optical arithmetic units. Optical Engineering. 2001;40(11):2371-2385. https://doi.org/10.1117/1.1413747
25. Li S., Wang Z., Wang S., An D. Theoretical Basis and Implementation Mechanism of the Programming Platform for Ternary Optical Computer. IEEE Access. 2022;10:5585-5594. https://doi.org/10.1109/ACCESS.2022.3142329
Опубликована
2023-03-30
Как цитировать
SYCEVICH, Nikolay Fedorovich et al. Представление информации в арифметико-логическом преобразователе оптического процессора. Современные информационные технологии и ИТ-образование, [S.l.], v. 19, n. 1, p. 172-179, mar. 2023. ISSN 2411-1473. Доступно на: <http://sitito.cs.msu.ru/index.php/SITITO/article/view/887>. Дата доступа: 29 may 2024 doi: https://doi.org/10.25559/SITITO.019.202301.172-179.
Раздел
Исследования и разработки в области новых ИТ и их приложений