About Possibilities of the Probabilistic Form of Information Representation in Military Computing Devices

Authors

  • N. E. Sapozhnikov The Black Sea Nahimov Higher Naval School
  • V. G. Zolotykh The Black Sea Nahimov Higher Naval School
  • A. S. Zakharov The Black Sea Nahimov Higher Naval School

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2021-4-111-117

Keywords:

probabilistic representation, hardware volume, numerical device, probabilistic calculator

Abstract

At present, digital signal processing involves enormous amounts of computations with large-bit arrays, which are carried out in real time. In connection with the need to solve more and more complex problems, constantly growing requirements are imposed on the main parameters of digital processors (speed, reliability, power consumption, etc.), which determine the computing capabilities of systems with digital signal processing. In turn, the rapid development of microelectronics, its successes make it possible to create more and more high-performance computing systems, which makes it possible to solve more and more complex problems, including in the military sphere. The production of the latest information technology means is a technological task that can be solved exclusively by economically developed countries. Bringing domestic microelectronics to the current world level requires significant investments. Therefore, the study and research of discrete nodes and devices is of the direct practical importance. When developing promising computers, new technological approaches should be applied: minimizing power consumption, maintaining modularity and high computational density within a single node, creating high-speed data transmission with the lowest delays, creating an efficient storage system, and choosing the best types of memory. One of such possible approaches is the use of a non-positional form of information presentation in computing systems for national and military purposes. This gives a number of advantages, the main ones of which are: a decrease (by orders of magnitude) in the hardware volume of computing devices, an increase in the speed of calculations, an increase in the noise immunity of communication channels. To use the above method, it is proposed to include a probabilistic arithmetic device in the information processing device that performs basic arithmetic operations (addition, multiplication, exponentiation, subtraction, division), which are performed without the use of additional algorithms and mechanisms, in contrast to “classical" digital representation of binary information, where all operations are performed on the basis of the addition operation.

Author Biographies

N. E. Sapozhnikov, The Black Sea Nahimov Higher Naval School

DSc in Engineering, Professor

V. G. Zolotykh, The Black Sea Nahimov Higher Naval School

PhD in Engineering

A. S. Zakharov, The Black Sea Nahimov Higher Naval School

References

Вычислительная техника - история развития, этапы и таблица поколений. URL: https://nauka.club/informatika/vychislitelnaya-tekhnika.html (дата обращения 26.06.2021).

Сапожников Н. Е. Дискретная схемотехника // Севастополь: СНУЯЭиП, 2005. 250 с.

Лебедев Е. К., Галанина Н. А. Сравнительный анализ позиционной и непозиционной обработки информации сигнальными процессорами // Динамика нелинейных дискретных электротехнических и электронных систем : материалы V Всероссийской научной конференции. Чебоксары: Чувашский университет, 2003. С. 193-196.

Дзегеленок И. И., Оцоков Ш. А. Алгебраизация числовых представлений в обеспечении высокоточных суперкомпьютерных вычислений // Вестник МЭИ. 2010. № 3. С. 107-116. ISSN 1993-6982.

Сапожников Н. Е., Моисеев Д. В. Преимущества псевдовероятностного представления данных // Информационные технологии и информационная безопасность в науке, технике и образовании : материалы конференции. Севастополь : СевГУ, 2015. С. 13-14.

Моисеев Д. В., Мащенко Е. Н., Никишин В. В. Применение вероятностного представления и преобразования информации в системах управления беспилотными транспортными средствами // Морская стратегия и политика России в контексте обеспечения национальной безопасности и устойчивого развития в XXI веке : материалы конференции. Севастополь : ЧВВМУ, 2020. С. 253-258.

Skatkov A., Bryukhovetskiy A., Moiseev D., Litvinova R. Detecting changes simulation of the technological objects' information states // MATEC Web Conf. Vol. 224, 2018, no 02072, International Conference on Modern Trends in Manufacturing Technologies and Equipment (ICMTMTE 2018). URL: https://doi.org/10.1051/matecconf/201822402072.

Орлов С. А. Организация и проектирование цифровых управляющих микроЭВМ и микроВС. М. : Изд-во МО, 1985. 475 с.

Mark D. Hill, Alan Jay Smith. Evaluating Associativity in CPU Caches. Computer Sciences Technical Report, 1989, 37 p.

Hamacher C., Vranesic Z., Zaky S. Computer Organization. McGraw Hill, 2001, 832 p. ISBN-13 978-0-07-232086-2.

Lu M. Arithmetic and Logic in Computer Systems. John Wiley & Sons, 2004, 246 p. DOI: 10.1002/ 0471728519.

Моисеев Д. В., Шокин А. Г., Пахомова А. А., Михайлова О. С. Вероятностные вычислительные модели // Modern Science. 2021. № 5-2. С. 164-168. ISSN 2414-9918.

Сапожников Н. Е., Моисеев Д. В. Вероятностное представление информации : монография. Севастополь : ЧВВМУ им. П. С. Нахимова, 2018. 296 с.

Тенденции развития вычислительных узлов современных суперкомпьютеров / Е. О. Тютляева, И. О. Одинцов, А. А. Московский, Г. В. Мармузов // Вестник ЮУрГУ. 2019. Т. 8, № 3, С. 92-114. DOI: 10.14529/cmse190305.

Моисеев Д. В. Преимущества использования вероятностной формы представления информации в информационно-управляющих системах // Сборник трудов Международной научно-технической конференции молодых ученых. Белгород : БГТУ им. В. Г. Шухова, 2020. С. 3945-3953.

Published

21.12.2021

How to Cite

Sapozhnikov Н. Е., Zolotykh В. Г., & Zakharov А. С. (2021). About Possibilities of the Probabilistic Form of Information Representation in Military Computing Devices. Intellekt. Sist. Proizv., 19(4), 111–117. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2021-4-111-117

Issue

Section

Articles