脉动算法英文解释翻译、脉动算法的近义词、反义词、例句

英语翻译：

【计】 systolic algorith

分词翻译：

脉动的英语翻译：

【化】 fluctuation; impulse; loping; pulsation; surg(ing)

算法的英语翻译：

algorithm; arithmetic
【计】 ALG; algorithm; D-algorithm; Roth's D-algorithm
【化】 algorithm
【经】 algorithm

专业解析

脉动算法（Systolic Algorithm）是一种基于并行计算架构设计的数学模型，其名称源自生物学中“脉动”（systole）概念，形容数据在处理器阵列中有节奏地流动和传递的过程。该算法由计算机科学家H.T. Kung于1978年首次提出，核心目标是通过空间局部性和时间并行性提升大规模计算任务的效率。

算法原理与特征

结构设计
脉动算法将计算单元排列为规则的网格结构（如线性阵列或二维矩阵），每个单元仅与相邻节点通信。数据以同步脉冲形式在网格中传递，每个时钟周期完成局部计算和数据传输，例如矩阵乘法中部分积的累积过程。
性能优势

高并行度：多个计算单元同时处理数据流，适用于卷积运算、数字信号处理（DSP）等密集型任务。
低通信延迟：数据局部性减少了全局总线竞争，在VLSI（超大规模集成电路）设计中可降低功耗。

典型应用

图像处理中的实时边缘检测
密码学的模幂运算加速
神经网络权重更新的分布式实现

权威参考文献

H.T. Kung的奠基论文《Why Systolic Architectures?》[IEEE Computer, 1982]首次系统阐述了算法设计原则。
ACM计算理论研讨会收录的多篇研究（如《Systolic Arrays for Structured Neural Networks》）探讨了其在AI硬件加速中的应用扩展。

该算法在异构计算和边缘计算领域持续演进，例如与量子计算单元结合的混合架构研究被《Journal of Parallel and Distributed Computing》列为2024年十大前沿课题之一。

网络扩展解释

脉动算法（Systolic Algorithm）是一种特殊的并行计算架构设计方法，由H.T.Kung等人在20世纪70年代末提出。其核心思想是通过规则的数据流动和同步处理，实现高效的流水线计算。以下是详细解释：

1.基本定义

脉动算法模拟人体血液循环的脉动特性，数据像血液一样在处理器阵列中有节奏、有规律地流动，并在流动过程中被处理。这种设计常用于高性能计算领域，尤其在矩阵运算、信号处理和神经网络加速（如CNN）中广泛应用。

2.核心特点

规则的数据流动：数据按固定方向（如一维、二维或六边形连接）周期性地流动，形成流水线处理模式。
局部通信：处理器之间仅与邻近单元通信，减少长距离数据传输的开销。
同步控制：所有处理器通过全局时钟同步操作，确保计算一致性。
高并行性：结合流水线与并行处理，计算速度随处理器数量线性提升。

3.典型结构（脉动阵列）

处理单元（PE）：阵列中每个处理单元功能简单且一致，通常仅执行乘加等基础运算。
边界交互：数据通过阵列边界的处理器输入/输出，内部处理器专注于计算。
应用示例：在FPGA实现CNN时，脉动乘法器通过分时复用数据流，高效完成卷积核与输入数据的乘加操作。

4.优势与局限

优势：高吞吐量、低延迟、适合大规模规则计算。
局限：对算法规则性要求高，灵活性较低，设计复杂度较大。

5.应用场景

科学计算：矩阵乘法、傅里叶变换。
AI加速：卷积神经网络（CNN）的硬件加速。
信号处理：实时滤波、图像处理。

如需进一步了解技术细节或历史背景，可参考搜狗百科和CSDN博客的完整内容。