В монографии рассмотрены методы организации конвейерных и разрядно-параллельных вычислений, дается решение задач оптимизации вычислений с управляемым быстродействием и требуемой точностью для бортовых систем навигации и управления. Часть предлагаемых алгоритмов ориентирована на оптимизацию совмещения циклов периодической обработки информации и синтез специализированных устройств навигации и управления. Другая часть методов опирается на технику преобразования алгоритмов CORDIC в разрядные вычислительные схемы. Предлагаемые подходы предназначены для построения математического, программного и аппаратного обеспечения бортовых вычислительных комплексов автономных летательных аппаратов в условиях ограничений на ресурсы.

Основные результаты получены в процессе выполнения ряда научных проектов в Институте программных систем им. А.К.Айламазяна Российской академии наук (ИПС им. А.К.Айламазяна РАН) и Федеральном исследовательском центре «Информатика и управление» Российской академии наук (ФИЦ ИУ РАН). Материалы монографии вошли в содержание отдельных разделов учебных дисциплин «Моделирование вычислительных систем», «Компьютерная графика», «Математические основы распознавания образов», читаемых в Российском университете дружбы народов (РУДН) и МИРЭА — Российском технологическом университете.

Исследование выполнено при финансовой поддержке проектов РФФИ № 16-07-00096_а, № 15-07-00925_а, № 17-29-07003 офи_м и № 16-29-12839 офи_м.

Для научных сотрудников, инженеров, аспирантов и студентов, занимающихся вопросами высокопроизводительных вычислений в бортовых системах навигации и управления.

Khachumov Vyacheslav Mikhailovich, Khachumov Mikhail Vyacheslavovich

Pipeline and bit-parallel computing models in onboard navigation and control systems

The monograph discusses methods to organize pipeline and bit-parallel computing, gives solutions to the problems of optimizing calculations with controlled speed and required accuracy for onboard navigation and control systems. Some of the proposed algorithms are used to find the optimal combination of cycles for periodic information processing and synthesize specialized navigation and control devices. Other methods are based on the technique of converting CORDIC algorithms into bit computing schemes. The proposed approaches are designed to develop mathematical, software and hardware support for onboard computer systems of autonomous aircraft under conditions of resource constraints.

The main results were obtained in the Program Systems Institute of RAS and Federal Research Center "Computer Science and Control" of RAS through a number of research projects. The monograph materials were included in the individual sections of courses “Computer Modeling”, “Computer Graphics” and “Mathematical Foundations of Pattern Recognition”, read at the RUDN University and MIREA — Russian Technological University.

The study was financially supported by RFBR projects No. 16–07–00096_a, No. 15–07–00925_a, No. 17–29–07003 ofi_m and No. 16–29–12839 ofi_m.

The monograph is intended for researchers, engineers, postgraduates and students involved in high-performance computing for onboard navigation and control systems.