Параллельное программирование *

Я сделал это! Это огромный повод для гордости. Теперь программа работает по тем же математическим принципам, что и самые передовым фрактальным в мире!

Ключевые особенности:

Расчёт опорной траектории на 5000 бит всего один раз.
Реактивный расчёт миллионов пикселей на аппаратном double.
Революционный алгоритм Reference Reset to Zero.
Настоящий SSAA 8x8 для идеально сглаженного изображения без алиасинга.
Параллелизм OpenMP для высокоскоростного многопоточного рендеринга.

Есть полный код в С++ - main.cpp
Есть Гитхаб https://github.com/Divetoxx/Mandelbrot#russian с версии в виндовс Mandelbrot_windows_msse3.exe и Mandelbrot_windows_mavx2 и для Линукс Mandelbrot_linux_msse3 -msse3 и Mandelbrot_linux_mavx2

Тема конечных автоматов (КА) актуальна. Почти как тема реализации светофоров. Но вот, если серьезно, только отношение к ней разное. Время от времени появляются статьи типа «Конечные автоматы (FSM) – это ловушка для программиста» [1]. И здесь очень не хочется, чтобы складывалось превратное представление о некой «псевдо-математической» автоматной абстракции. Нужно оберегать народ от подобных суждений, которые ни на чем не основываются.

Не будем, в пику упомянутой статье, петь дифирамбы автоматам в очередной раз. Потому, как «сколько не говори халва, во рту сладко не станет». Но можно реализовать пример из статьи только с позиции другого взгляда на автоматы. Это больше убедит, чем пространные рассуждение в духе «свист-технологии» или той же многопоточности и конкурентности.

Пусть перед нами стоит задача реализовать светофор и при этом уже есть довольно интересное, если не сказать – оригинальное, решение, которое дает право автору статьи весьма критично высказываться в отношении автоматов. Само решение сводится к следующим шагам: 1) создается таблица, строки которой определяют цвет светофора и его время; 2) создается простая программка перебора строки, которая зажигает в прямом и переносном смыслах, реализуя управление светофором.

Про автоматы в существующем решении ни слова, ни полслова. Оно элементарно и создано, похоже, достаточно быстро, а вот создание стейт-машины, как утверждает автор, было бы долгим и упорным.  Поскольку «упираться» автору программы, видимо, совсем не интересно, то попробуем это сделать за него мы.

На рынке софта для оптимизации есть две крайности.

С одной стороны — академические и промышленные решатели, которые невероятно мощны, но часто требуют либо очень аккуратной постановки, либо серьёзной экспертизы, либо терпения. С другой — бесконечный поток «революционных» продуктов, которые обещают всё, а в реальности оказываются очередной метаэвристикой с красивым лендингом.

На этом фоне AGIQ Solver Enterprise оказывается любопытным кейсом. Не потому, что это «магия на видеокарте» или «квантовый компьютер для бедных», а потому что продукт пытается занять вполне конкретную нишу: быстрый поиск хороших решений в сложных булевых и оптимизационных задачах за счёт GPU и квантово-вдохновлённой логики поиска.

Ниже — разбор, что это вообще такое, где оно действительно может пригодиться, почему здесь вообще всплывает слово «квантовый», и как с этим работать на практике.

Но почему, почему, почему
Был светофор зеленый?
А потому, потому, потому,
Что был он в жизнь влюбленный.

Практически в каждом высоконагруженном .NET-проекте рано или поздно появляется один и тот же паттерн:

Есть коллекция данных.

Для каждого элемента нужно выполнить дорогую операцию.

Например:

вычислить хэш;

TL;DR. Один «безобидный» foo.GetAsync().Result в middleware способен превратить ASP.NET Core, державший 50k RPS с p99 = 40 мс, в сервис с 12k RPS и p99 = 4 с — при CPU 8 %.

Виноват не сам blocking call, а hill-climbing — фидбэк-луп в ThreadPool, в недрах которого живёт дискретное преобразование Фурье. Разбираем по исходникам CoreCLR, почему это вообще возможно, воспроизводим эффект на ~80 строках кода и разбираемся, почему SetMinThreads — не решение, а анестезия.

Идемпотентность в System Design: полный пример

Идемпотентность часто упоминается при проектировании систем (system design). Ниже будет простыми словами объяснено, что это такое, далее мы разберём основные детали идемпотентности, часто понимаемые неверно и, наконец, проиллюстрируем её на полном примере. 

Что такое идемпотентность?

Операция является идемпотентной, если при однократном или многократном выполнении она всякий раз даёт один и тот же результат.

async fn в Rust — это не магия и не зелёный поток, а обычный enum, который компилятор генерирует за тебя. Разбираем, почему Future это машина состояний, зачем нужен Pin, как работает Waker и executor, и как одна .await-точка может незаметно заставить твой сервис есть память гигабайтами.

На сайте Engee в разделе «Библиотека конечных автоматов» в наглядной форме представлены КА [1]. Полюбопытствуйте. Вполне достаточно для первого знакомства. Там есть раздел «Материалы Engee по Конечным автоматам», в который помещены проекты, демонстрирующие качества КА на практике. Сейчас это три проекта — «Регулирование температуры воздуха», «Электростеклоподъемник для автомобиля» и «Управление перекрестком». Подобно проекту браслета из первой части статьи [2] на их примере покажем возможности автоматного программирования (АП) в среде ВКПа в сравнении с автоматами Engee или, что будет точнее, в сравнении с моделью Харелла, реализованной здесь.

Выберем для этого проект с светофорами. На сайте имеется следующее его описание:

«Цель этого примера — разработать модель управления перекрестком, состоящим из двух автомобильных и одного пешеходного потоков, которые управляются двумя трёхсекционными и одним двухсекционным светофорами соответственно. Алгоритм переключения секций будет определяться согласно временной диаграмме. Управляющий алгоритм будет реализован при помощи нескольких блоков Chart, а снятие входных и формирование выходных сигналов — блоками C-Function.»

На рис. 1 показана структурная схема проекта в Engee. На ней несколько блоков, где основные — блок Commn_Counter, который моделирует временные такты диаграммы, блок Traffic_Lights, реализующий управление, заметим, сразу двумя светофорами и блок Crosswalk для светофора потока пешеходов. Временная диаграмма работы светофоров показана на рис. 2.

Как Rust обманывает процессор. Часть 2: niche сквозь крейты, dropck, Pin и провенанс указателей

В первой части мы обсуждали niche-оптимизацию, drop flags, MIR, Stacked Borrows и async-стейт-машины. В комментариях справедливо заметили (спасибо, Mingun): про niche рассказано в простой форме - Option<&T> и NonZeroU8.

А что происходит, когда enum живёт в одном крейте, оборачивается в newtype в другом, и оба варианта внешнего enum хранят один и тот же внутренний? У такого внешнего типа всего четыре состояния, байта должно хватить. Хватит ли? Зависит от того, как rustc считает layout. Об этом и поговорим.

Во второй части идём глубже: niche сквозь границы крейтов, variance, Pin и самоссылающиеся футуры, dropck с #[may_dangle], Tree Borrows вместо Stacked Borrows и strict provenance. Без этого половина unsafe-кода в экосистеме держится на честном слове.

Возможно, на мой предвзятый взгляд, нынче автоматным программированием (АП) называют любое программирование, в которое вводят состояния (а параллельным – где используют потоки). Но не все, что с колесами – машина, а с крыльями – самолет. И далеко не всегда то, что «выглядит» как автомат, «плавает» как автомат и «крякает» как автомат им является. Это ясно, если руководствоваться математическим определением конечного автомата (КА). Только соответствие этому позволяет  считать программирование автоматным. Подробнее же об АП рассказано в [1].

Среди существующих программных подходов некоторые на взгляд программистов относятся к категории АП. Это, например, варианты диаграмм Харела (Statecharts) и языков на них основанных. Например, UML (Unified Modeling Language). Именно этой теме посвящена статья на Хабре, которая описывает проектирование на базе КА  в среде Engee[2].  В последней есть библиотека «Конечные автоматы» – «лучший инструмент для визуального проектирования сложной управляющей логики» [3].

Разберем данную статью, создав аналог рассмотренного в ней решения, но только на языке С++ и в среде ВКПа – классическом варианте технологии автоматного программирования. Это позволит объективно сравнить подходы, а вам, «хабравчане», останется только составить уже свое мнение о разных вариантах АП.

Операционная «Ghetto MLOps»: пересадка 31B‑мозга Gemma в MoE‑экзоскелет DeepSeek. Без наркоза и дообучения.

Дисклеймер: Эта статья не о том, как сделать убийцу ChatGPT бесплатно. Она о том, как глубоко можно залезть под капот PyTorch и Transformers, и как заставить работать вместе вещи, которые физически не должны работать. Слабонервным математикам читать с осторожностью.

У нас было две бесплатные видеокарты T4 в Kaggle, 30 ГБ оперативной памяти и безумная идея: что будет, если взять веса классической модели (Gemma-4-31B) и хирургическим путем, без всякого дообучения, вшить их в MoE-архитектуру (DeepSeek-V4)?

В академической среде вам скажут, что это невозможно: разные размерности, несовместимые слои нормализации, разные принципы роутинга токенов. Но в парадигме Ghetto MLOps нет слова «невозможно». Есть только вопрос: сколько костылей потребуется, чтобы это скомпилировалось?

Апдейт: идеи, изложенные в этой статье, позволили сформулировать оптимальные стратегии warp-специализации, описанные в научной публикации, которую можно посмотреть здесь.

Недавно я глубоко задумался о специализации варпов в контексте высокопроизводительных ядер для современных графических процессоров (GPU) на тензорных ядрах. Примеры таких процессоров — H100 и B200 от NVIDIA. Я стал полнее понимать, чего можно добиться при помощи специализации варпов, а также задался интересным вопросом: а нужна ли нам вообще специализация варпов (и вся та сложность, которую она с собой влечёт)? В итоге я пришёл к выводу, что, да, нуждаемся, но она не столь обязательна, как может показаться. В этом посте обсудим, в каких случаях без специализации варпов действительно не обойтись, а также я опишу, на каком пространстве компромиссов она зиждется, и какие границы этого пространства я вижу. Притом, что я обрисую некоторый контекст, касающийся графических процессоров, необходимый для обсуждения тем, которые мы взялись здесь рассмотреть, эту статью нельзя считать туториалом. Предполагается, что читатель имеет некоторый опыт работы с GPU и имеет опыт параллельного программирования.

Привет, Хабр! Сегодня я бы хотел обратить ваше внимание на важную тему работы с общим состоянием при параллельном выполнении кода на Rust. В этой статье я не буду распыляться на базовые определения параллельности, потоков, так как если вы уже оказались здесь, значит у вас есть хотя бы примерное понимание этого.

Анимация: генерирует последовательность из 255 высокоточных кадров в формате BMP (frame_000.bmp ... frame_254.bmp) и автоматически компилирует их в видеоролик (файл Mandelbrot.mp4) с частотой 30 кадров в секунду, используя встроенный FFmpeg.

Скачать последнюю версию (Windows и Linux)
В windows это Mandelbrot_windows.exe и ffmpeg.exe
https://github.com/Divetoxx/Mandelbrot-Video/releases
Выше README содержит English и Русский!

FFmpeg - "швейцарский армейский нож" для обработки видео. В 2026 году он остается отраслевым стандартом, поддерживаемым сообществом разработчиков открытого программного обеспечения. От YouTube и Netflix до профессиональных киностудий - все на него полагаются. И да, он совершенно бесплатный.

GIL — самая известная «фича» Python, о которой большинство разработчиков знают ровно одну фразу: «мешает многопоточности». Этого хватает для джуна, но не для сеньора.

Статья построена так, чтобы после её прочтения вы могли не только ответить на вопросы по GIL на senior-интервью, но и объяснить коллеге-стажеру, что происходит внутри интерпретатора, когда два потока пытаются одновременно изменить один список.

Если вы хоть раз встраивали Lua в свой проект — будь то игровой движок, высоконагруженный веб-сервер на OpenResty или конфигуратор сложного сетевого оборудования — вы знаете, за что мы его любим:)
А любим мы его — за компактность, быстроту, встраиваемость и предсказуемость. Не любим — за аскетичный синтаксис, отсутствие привычных конструкций и постоянное «изобретение велосипеда».
Эта статья — обзор диалекта Lattelua: зачем он нужен, чем отличается от других диалектов, и почему его особенно удобно использовать в уже существующих проектах, где Lua — встраиваемый язык.

Множество Мандельброта. 80-бит FPU x87. OpenMP - параллельным программированием на уровне многопоточности. Синий, зеленый и красный - синусоидальными и косинусоидальными волнами: 127 + 127 cos(2 PI a / 255) и 127 + 127 sin(2 PI a / 255). DwmFlush - синхронизация с монитором 60 fps. Суперсэмплинг 2x2 (4 прохода). Делал я. Посмотрите - движется! Я сделал на g++. Свободно распространяемого компилятора языка C++. Скачайте и посмотрите! Это экзешник, в ГитХаб.

github: Download Latest Version Windows And Source code

Самое полезное - это увеличиваем / уменьшаем и центрируем. Вы на экран любое из множество Мандельброта. Какое вам нравится? Какое интересное? Вы можете все! И потом запишется в файл Mandelbrot.txt - три строки из файла. Вещественная часть центра и мнимая часть центра и ширина видимой области. Потом другая программа читает Mandelbrot.txt и создает Mandelbrot.bmp и уже не суперсэмплинг 2x2 (4 прохода) а 8x8 (64 прохода)!

Вот так. Впервые в мире. Суперсэмплинг (SSAA) — ресурсоемкий метод сглаживания, увеличивающий число выборок на пиксель для повышения качества изображения. При значении 8x (N=8) сцена рендерится в разрешении, в 8 раз превышающем целевое, по обеим осям, создавая 64 (или 8 х 8) выборки на пиксель. Изображение просчитывается в более высоком разрешении, а затем принудительно уменьшается до разрешения дисплея, устраняя лесенки и улучшая чёткость. Это очень высокая нагрузка! Это не 1920 на 1080 пикселя а в 8x8 больше - 15360 на 8640 пикселя! Такое никто, кроме меня, делает в мире. Для множество Мандельброта.

Это маленькая утилита из командной строке. Которая либо читает Mandelbrot.txt три строки из файла - клавиша 7. И создает Mandelbrot.bmp
Либо клавиша 1-6 - это одно из шести разных мест множество Мандельброта и создает Mandelbrot.bmp
Скачайте и посмотрите. Это экзешник, в ГитХаб
Скачать последнюю версию (Windows и Linux)

Этот пост написан по мотивам выступления, с которым мы с Шисянь Ван ездили на конференцию Rust UnConf, организованную нью-йоркским сообществом Rust. Конференция UnConf собрала поистине потрясающий коллектив энтузиастов a Rust, в компании которых мы более двух часов посвятили глубоким техническим дискуссиям (а также поеданию мороженого). Далее при необходимости я буду ссылаться на опыт нашей компании Antithesis.