Обновить
274.32

Алгоритмы *

Все об алгоритмах

Сначала показывать
Порог рейтинга
Уровень сложности

Полиномиальные корневые методы синтеза САУ ч.2

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение17 мин
Охват и читатели3K

Леонид Маркович Скворцов. Широко известный в узких кругах математик, профессионально занимающийся математическими проблемами автоматического управления. Например, его авторские методы использованы в SimInTech. Данный текст, еще готовится к публикации. Но с разрешения автора, читатели Хабр будут первыми кто сможет оценить. Первая часть здесь...

Читать далее

Обзор библиотеки Stan в R

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение11 мин
Охват и читатели2K

Приветствую!

Stan - это библиотека на C++, предназначенная для байесовского моделирования и вывода. Она использует сэмплер NUTS, чтобы создавать апостериорные симуляции модели, основываясь на заданных пользователем моделях и данных. Так же Stan может использовать алгоритм оптимизации LBFGS для максимизации целевой функции, к примеру как логарифмическое правдоподобие.

Для облегчения работы с Stan из языка программирования R доступен пакет rstan, который предоставляет интерфейс R для Stan.

Сегодня мы и рассмотрим этот пакет.

Читать далее

Вороной, Манхэттен, рандом

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение34 мин
Охват и читатели25K

Это история про то, как не довести дело до конца, но получить уйму опыта, и вообще ни разу не обломаться.

Итак, у нас был один программист, один художник, абсолютное непонимание рабочего процесса, незнакомый нам игровой движок и желание что-то намутить. Если вам интересно, как в одном месте сошлись карта Вороного, частный случай расстояния Минковского, преобразования над полигонами, процедурная генерация и шумы — и все это в красивой стилизованной обертке, то вам под кат.

Осторожно, очень много картинок!

Читать далее

Работа процессора (физический препроцессор) без счётчика команд

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение7 мин
Охват и читатели2.6K

Тех кто ожидает наукоёмкости от чтения - сразу прошу не читать, тут нет ничего на что можно было-бы сослаться кроме собственнных работ, а значит и наукоёмкости публикации не содержит - прошу простить заранее за такую дерзость, и заметить что предупреждение мной всё же об этом было.

На самом деле, ввиду прошлой публикации (последствия которой я постараюсь исправить, так как наверное многие решили что это плод воображения - новая архитектура) - препроцессора, так как рассматриваю процессор и пост процессор. Для того, чтобы понять ход мыслей лучше, и то, что всё это не фантазии, а результат работы - стоит ознакомится с этой предыдущей публикацией, она не сильно длинная - но время отнимет, хоть и не сильно сложная.

Ознакомившись с ней станет понятно что имеется ввиду под модификациями кода (смена формул и выключение строк кода в рантайме), под модификациями кода подразумевается просто включение и выключение исполняемых команд, кода. Изначально мной предполагалось, что кэш мостов будет состоять из параллельных частей, и скорее всего в такой архитектуре конвейера он должен будет и обеспечивать работу меток и указателей (но сейчас не про них). В каких-то публикациях мне сделали замечания что мало графики и рисунков (вроде как про поляризацию для машинного зрения), но как можно увидеть из публикации по ссылке выше - оказалось достаточно одной блок-схемы чтобы отполировать и видоизменить весь код, и даже до той степени, чтобы задуматься о новой архитектуре.

Читать далее

Компилятор за выходные: избавляемся от переменных

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение15 мин
Охват и читатели14K

Вопрос из области ненормального программирования: насколько сложные программы вы сможете написать на питоне, не пользуясь в принципе переменными (а также агрументами функций), за исключением пары глобальных массивов? Правильный ответ: да любой сложности. Если что-то можно сделать на ассемблере, то уж на питоне и подавно! Правда, пусть лучше код вместо меня сгенерирует машина :)

Продолжаем разговор о минималистичном компиляторе, который вполне реально написать за выходные. Задачей стоит транслировать код из придуманного мной языка в x86 ассемблер. Мой компилятор состоит из 611 строк кода, при этом не имеет ни единой зависимости:

ssloy@khronos:~/tinycompiler$ cat *.py|wc -l

611

Несмотря на то, что мой компилятор выдаёт ассемблер, я не мазохист, и пришёл к этому постепенно, сначала я транслировал код в питон, и постепенно урезал функционал целевого языка, пока не остался голый ассемблер, см. обложку публикации.

Итак, тема сегодняшнего разговора: генерация кода на питоне без использования переменных.

Читать далее

Реализация слоев в Нейронных сетях (часть 1)

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение6 мин
Охват и читатели5.9K

Не приходил ли вам когда-нибудь в голову вопрос о том, как устроены слои нейронных сетей под капотом? Задумавшись над этим вопросом, я перерыл интернет в поисках полноценной реализации слоёв, но находил лишь отдельные куски кода или слишком упрощенные примеры, где чаще всего использовался лишь один слой с одним нейронном для наглядности. В данной статье я реализовал полноценную многослойную нейронную сеть прямого распространения с неограниченным количеством нейронов.

Читать далее

Закон парадокса в логике и математике

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение10 мин
Охват и читатели7.2K

В результате поиска в Интернете выяснилось, что термин «закон парадокса» в научной литературе практически не встречается. Исключением в настоящее время является статья по литературоведению, моя статья в Хабре и статья, которая в данный момент находится в стадии рецензирования в одном научном журнале.

Закон парадокса, по-видимому, можно считать недавно сформулированным и доказанным законом алгебры множеств. В данной статье приведены его формулировка и обоснование, а также показаны некоторые области его применения, в частности, выявление с его помощью одного из часто используемых приемов манипуляции сознанием. В заключительной части статьи приводится объяснение на его основе парадокса Рассела.

Читать далее

Минималистическая модель живой клетки в браузере

Время на прочтение8 мин
Охват и читатели4.6K

Вы когда-нибудь задумывались, как действуют клетки — элементарные единицы живой материи? Я программист, но одновременно увлекаюсь клеточной биологией. Поэтому я решил смоделировать работу простейшей клетки на TypeScript. Вообще, клетки невероятно сложны; по оценкам учёных, человеческая клетка в среднем содержит 100 триллионов атомов. По-прежнему очень мало известно о том, как все эти биомолекулы взаимодействуют в клетке, поэтому в точности смоделировать работу клетки невозможно.

Размышляя на эту тему, я нашёл статью Fundamental behaviors emerge from simulations of a living minimal cell (Фундаментальные виды поведения возникают на основе моделирования простейшей живой клетки). Опираясь на кинетические параметры, авторы статьи создали модель взаимодействия молекул и химических реакций между ними в простейшей известной клетке. Затем эта симуляция запускается, и на её  основе можно наблюдать такие процессы как репликация ДНК, метаболизм и синтез белков.

Читать далее

Как языковая модель предсказывает следующий токен (часть 1)

Время на прочтение27 мин
Охват и читатели10K

Я обучил небольшой (порядка 10 миллионов параметров) трансформер по превосходному туториалу Let’s build GPT: from scratch, in code, spelled out Андрея Карпати. После того, как он заработал, я захотел максимально глубоко понять, как он устроен внутри и как создаёт свои результаты.

В исходной научной статье, как и во всех туториалах по трансформерам упор в основном делается на многоголовом самовнимании, — механизме, при помощи которого трансформеры обучаются множественным взаимосвязям между токенами, не используя рекурретности или свёртку. Ни в одной из этих статей или туториалов я не нашёл удовлетворительного объяснения того, что происходит после внимания: как конкретно результаты вычисления внимания превращаются в точные прогнозы следующего токена?

Я подумал, что могу пропустить несколько примеров промтов через обученный мной небольшой, но работающий трансформер, изучить внутренние состояния и разобраться в них. То, что казалось мне быстрым исследованием, оказалось полугодовым погружением, но дало результаты, которыми стоит поделиться. В частности, у меня появилась рабочая теория, объясняющая, как трансформер создаёт свои прогнозы, и эмпирические свидетельства того, что это объяснение, по крайней мере, правдоподобно.

Если вы знакомы с трансформерами и хотите сразу узнать вывод, то он таков: каждый блок трансформера (содержащий слой многоголового внимания и сеть с прямой связью) изучает веса, связывающие конкретный промт с классом строк, найденных в обучающем корпусе. Распределение токенов, соответствующее этим строкам в обучающем корпусе, и есть приблизительно то, что блок выводит как прогноз для следующего токена. Каждый блок может ассоциировать один и тот же промт со своим классом строк обучающего корпуса, что приводит к другому распределению следующих токенов, а значит, и к другим прогнозам. Окончательный результат работы трансформера — это линейное сочетание прогнозов каждого блока.

Читать далее

Детекция объектов. YOLO. Часть 2

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение9 мин
Охват и читатели19K

Кто такой YOLO? 🤔

Когда пытаешься разобраться в работе YOLO по статьям в интернете, постоянно натыкаешься на примерно такое объяснение: «Алгоритм делит изображение сеткой SxS, где каждому элементу этой сетки соответствует N ббоксов с координатами, предсказаниями классов и тд...». Но лично мне становилось только непонятнее от такого высокоуровнего описания.. Ведь в исследованиях часто всё происходит примерно так: перебирают гипотезы, пока не получат приемлемый результат, а потом уже придумывают красивое описание. Поэтому для ясности хочется в данной статье рассказать, как вообще приходили к идеям, которые ложились в основу YOLOv1 и последующих версий.

Читать далее

Звёзды-родственники: зачем и как мы их ищем, данные + код (Python)

Время на прочтение9 мин
Охват и читатели4K

В настоящее время, благодаря передовым обсерваториям, космическим телескопам и миссиям, включающим (но не ограничивающимся) Hubble, Kepler, Gaia, возможности для изучения звезд и их скоплений вышли на новый уровень. Технологии позволяют не только проникнуть в глубины космоса, но и наблюдать реальность с невиданной ранее детализацией. Благодаря им и обнаруживаются "звёзды-родственники" (т.е. звёзды, образовавшиеся из одного облака). Эти объекты обладают схожими характеристиками, включая химический состав, возраст и скорость движения.

Выявление звезд общего происхождения имеет важное значение для наших попыток понять устройство мира на глобальном уровне.

В данной статье представлены возможности, которые открываются перед нами при исследовании звёзд общего происхождения, дан код и доступ к алгоритму, который позволит попробовать себя в роли астрофизика. Приведена информация для интерпретации результатов работы программы и предоставлена ссылка на все необходимые для погружения материалы, включая реальные данные аппарата Gaia (Европейское космическое агентство).

Посмотреть наверх

Новая архитектура в интерпретации древних

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение3 мин
Охват и читатели2.5K

Здравствуйте. В прошлой тематической (не касающейся биографических отступлений) публикации может я ничего особо интересного и не написал, впрочем - возможно я вообще ничего интересного не пишу, но у меня свой путь и прошу меня за это не судить - каждый имеет право выбора. Можно было-бы написать много чего интересного, но всё-же предпочитаю серии одной темы, от одного аккаунта, пока нет на портале функции нескольких галерей одного автора.

Не рассчитываю собрать много плюсов, рассчитываю собрать вычислительную машину своей архитектуры, с своей ОС и процессорами собственной архитектуры. Многие наверное задались-бы вопросом - в чём логика, когда IT отрасль так развита. Давайте посмотрим кому она развита..., хотя нет, скажу только что решил что будет так тогда, когда в общем-то думал как конвейеры своего GPU пристраивать к вычислительной машине, и хотел назвать конвейеры эти - препроцессорами. Проверил термин и обнаружил, что термин пропроцессор занят под название программы. Подумал - ну хорошо, раз одни уже называют чёрное белым, то самое время создавать другое пространство, где такой необходимости попробовать избежать и создать что-то такое, где граблей валяться под ногами будет поменьше.

Читать далее

Тестируем многоядерный процессор методом Кнута и Python’а

Время на прочтение11 мин
Охват и читатели8.7K

В 1978 году вышел третий том монографии Дональда Кнута «Искусство программирования», где автор рассматривает алгоритмы сортировки и поиска. Помимо самих алгоритмов описаны аппаратные характеристики компьютера и их влияние на производительность при работе с алгоритмами.

В 2024 году мы с вами возьмём классические алгоритмы сортировки и посмотрим, как работает современный многоядерный процессор при сортировке нескольких массивов на одном и нескольких логических ядрах. Мы напишем приложение с графическим интерфейсом (GUI) на фреймворке Qt, обойдем глобальную блокировку интерпретатора (GIL), воспользуемся несколькими потоками, на один из которых переложим выполнение асинхронного цикла событий, и распараллелим этот поток для реализации параллельных вычислений.

Читать далее

Ближайшие события

Построение планов параллельного выполнения программ для процессоров со сверхдлинным машинным словом (проект)

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение17 мин
Охват и читатели3.9K

Процессоры архитектуры  сверхдлинного машинного слова (VLIW - Very Long Instruction Word) относятся к специфическим классам архитектур, прямо нацеленным на использование внутреннего параллелизма в алгоритмах (программах), причём параллелизм этот анализируется и планируется к рациональному использованию при вычислениях на программном уровне; собственно аппаратная часть освобождается от процедур распараллеливания  (и поэтому должна стать проще и экономичнее использующих внутреннее распараллеливание).

VLIW-подход основан на идее загрузки во входной буфер процессора одновременно набора (bundle) допускающих параллельное выполнение  машинных команд и исполнения этого ряда команд аналогично единой команде в процессорах классической архитектуры. VLIW-процессоры реализуют параллелизм уровня ILP (Instruction-Level Parallelizm, параллелизм уровня машинных инструкций) и SMP (Symmetric MultiProcessing, системы с общей памятью)   идеологему работы с оперативной памятью. Несмотря на выпуклое преимущество (программным путём дешевле реализовать сложные процедуры параллелизации), работа VLIW-процессоров сопряжена с известными проблемами. Среди них называют статичность полученных планов параллельного выполнения и проблемы с излишней неравномерностью времени доступа к оперативной памяти разных вычислительных ядер   (временна́я антиплотность кода,   следствием является резкое снижение производительности из-за неизбежности  определять время выполнения всей связки команд сверхдлинного слова по продолжительности наиболее длинной из них).

Читать далее

Метод конечных элементов своими руками

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение9 мин
Охват и читатели33K

Метод конечных элементов (МКЭ) применяют в задачах упругости, теплопередачи, гидродинамики — всюду, где нужно как-то дискретизировать и решить уравнения сплошной среды или поля. На Хабре было множество статей с красивыми картинками о том, в каких отраслях и с помощью каких программ этот метод приносит пользу. Однако мало кто пытался объяснить МКЭ от самых основ, с простенькой учебной реализацией, желательно без упоминания частных производных через каждое слово.

Мы напишем МКЭ для расчёта упругой двумерной пластины на прочность и жёсткость. Код займёт 1200 строк. Туда войдёт всё: интерактивный редактор, разбиение модели на треугольные элементы, вычисление напряжений и деформаций, визуализация результата. Ни одна часть алгоритма не спрячется от нас в недрах MATLAB или NumPy. Код будет ужасно неоптимальным, но максимально ясным.

Размышление над задачей и написание кода заняли у меня неделю. Будь у меня перед глазами такая статья, как эта, — справился бы быстрее. У меня её не было. Зато теперь она есть у вас.

Читать далее

Поисковый движок в 80 строках Python

Время на прочтение11 мин
Охват и читатели15K

В сентябре я устроился на должность поискового дата-саентиста и с тех пор часть моих обязанностей заключается в работе с Solr — опенсорсным поисковым движком на основе Lucene. Я знал основы работы поискового движка, но мне хотелось понять его ещё лучше. Поэтому я закатал рукава и решил создать его с нуля.

Давайте поговорим о целях. Слышали когда-нибудь о «кризисе сложности обнаружения маленьких веб-сайтов»? Проблема в том. что маленькие веб-сайты наподобие моего невозможно найти при помощи Google или любого другого поискового движка. Какова же моя миссия? Сделать эти крошечные веб-сайты снова великими. Я верю в возвращение славы этих малышей вдали от SEO-безумия Google.

В этом посте я подробно расскажу о процессе создания поискового движка с нуля на Python. Как обычно, весь написанный мной код можно найти в моём GitHub (репозиторий microsearch). Эта реализация не будет притворяться готовым к продакшену поисковым движком, это лишь полезный пример, демонстрирующий внутреннюю работу поискового движка.

Кроме того, мне стоит признаться, что в заголовке поста я слегка преувеличил. Да, поисковый движок действительно реализован примерно в 80 строках Python, но я ещё и писал вспомогательный код (краулер данных, API, HTML-шаблоны и так далее), из-за которого весь проект становится немного больше. Однако я считаю, что интересная часть проекта находится в поисковом движке, который состоит из менее чем 80 строк.

P.S. Написав этот пост и microsearch, я осознал, что пару лет назад нечто похожее написал Барт де Гёде. Моя реализация очень похожа на работу Барта, но я считаю что кое-что улучшил, в частности: (1) мой краулер асинхронный, что сильно ускоряет работу, (2) я реализовал пользовательский интерфейс, позволяющий взаимодействовать с поисковым движком.

Читать далее

Разбираем самый маленький JPEG в мире

Время на прочтение10 мин
Охват и читатели14K

Недавно на Хабре была опубликована статья Разбираем самый маленький PNG в мире. Интересно, а какой самый маленький файл JPEG? В ответах на StackOverflow и Reddit можно встретить размеры 107, 119, 125, 134, 141, 160 байтов. Все они представляют серый прямоугольник 1 на 1. И кто прав? Все правы, просто такая разница объясняется различными режимами кодирования и степенью строгости соответствия стандарту. Описание всех нюансов разрослось до целой статьи cо всеми необходимыми подробностями для более-менее хорошего знакомства с самыми маленькими jpeg-ами. После краткой теории разберем 159-байтный файл на КДПВ, а затем рассмотрим способы его уменьшения.

Читать далее

Стеки и Очереди в Swift

Уровень сложностиПростой
Время на прочтение6 мин
Охват и читатели5.7K

В этой статье мы исследуем две фундаментальные структуры данных, которые являются неотъемлемой частью программирования на Swift: стеки и очереди. Они представляют собой коллекции элементов с особыми правилами для добавления и удаления элементов. Стеки работают по принципу "последним пришел, первым ушел" (LIFO), что делает их идеальными для задач, связанных с обратной навигацией или отменой действий. Очереди, следуя принципу "первым пришел, первым ушел" (FIFO), идеально подходят для задач, требующих обработки элементов в порядке их поступления, например, в управлении задачами или потоками данных.

Читать далее

Pandas в pandas'е: упаковываем документацию в датафрейм

Уровень сложностиСредний
Время на прочтение25 мин
Охват и читатели4.5K

Документация к сложным библиотекам на питоне (напр. pandas) хранится в doc-строках и разбросана по сотням страниц сайта. В этой статье мы с помощью небольшого кода упакуем её (информацию из документации для каждого класса и метода) в... датайфрейм. Но зачем? Во-первых, это прикольно так её можно быстро искать и анализировать. Во-вторых, изучим некоторые встроенные питоновские средства работы с документацией. Наконец, такой датафрейм потенциально может стать основой для обучения/дообучения GPT-моделей писать более корректный, безошибочный, использующий всевозможные функции и их аргументы, код...

Читать далее

Два сапога — пара, а три — уже community: как алгоритмы на графах помогают собирать группы товаров

Время на прочтение14 мин
Охват и читатели31K

Привет, Хабр! Меня зовут Иван Антипов, я занимаюсь ML в команде матчинга Ozon. Наша команда разрабатывает алгоритмы поиска одинаковых товаров на сайте. Это позволяет покупателям находить более выгодные предложения, экономя время и деньги.

В этой статье мы обсудим кластеризацию на графах, задачу выделения сообществ, распад карате-клуба, self-supervised и unsupervised задачи — и как всё это связано с матчингом.

Читать далее

Вклад авторов