Детализация

Зернистость (также называемая зернистостью ) — это степень, в которой материал или система состоит из различимых частей, «гранул» или «зерен» (в переносном смысле).Это может относиться либо к степени, в которой подразделяется более крупный объект, либо к степени, в которой группы более мелких неразличимых объектов объединились, чтобы стать более крупными различимыми объектами.

Точность и двусмысленность

Крупнозернистые материалы или системы содержат меньше дискретных компонентов большего размера, чем мелкозернистые материалы или системы.

Грубое . описание системы касается крупных подкомпонентов
Детальное описание касается более мелких компонентов , из которых состоят более крупные.

Понятия «зернистость» , «грубость» и «тонкость» относительны; и используются при сравнении систем или описаниях систем. Пример все более тонкой детализации: список стран в Организации Объединенных Наций , список всех штатов/провинций в этих странах, список всех городов в этих штатах и т. д.

Физика

Детальное . описание системы представляет собой ее подробную, исчерпывающую низкоуровневую модель Грубое описание — это модель , в которой некоторые мелкие детали сглажены или усреднены. Замена детального описания на крупнозернистую модель с меньшим разрешением называется крупнозернистой . (См., например, второй закон термодинамики )

Молекулярная динамика

В молекулярной динамике крупнозернистость заключается в замене атомистической структуры.описание биологической молекулы с помощью крупнозернистой модели с более низким разрешением, которая усредняет или сглаживает мелкие детали.

Грубозернистые модели были разработаны для исследования динамики в более длительном масштабе времени и длины, которая имеет решающее значение для многих биологических процессов, таких как липидные мембраны и белки. ^[1] Эти концепции применимы не только к биологическим молекулам, но и к неорганическим молекулам.

Грубое зернение может удалить определенные степени свободы , такие как моды колебаний между двумя атомами, или представить два атома как одну частицу. Цели, для которых системы могут быть крупнозернистыми, просто связаны с точностью динамики и структурных свойств, которые мы хотим воспроизвести. Эта современная область исследований находится в зачаточном состоянии, и хотя она широко используется в биологическом моделировании, лежащая в ее основе аналитическая теория плохо изучена.

Вычисление

В параллельных вычислениях гранулярность означает количество вычислений по отношению к обмену данными, т. е. отношение вычислений к объёму обмена данными. ^[2]

Мелкозернистый параллелизм означает, что отдельные задачи относительно невелики с точки зрения размера кода и времени выполнения. Данные передаются между процессорами часто в объеме одного или нескольких слов памяти. Грубозернистый метод — наоборот: данные передаются нечасто, после больших объемов вычислений.

Чем тоньше степень детализации, тем выше потенциал параллелизма и, следовательно, ускорения, но тем больше накладные расходы на синхронизацию и связь. ^[3] Также существуют дезинтеграторы детализации, и их важно понимать, чтобы определить точный уровень детализации. ^[4]

Для достижения наилучшей параллельной производительности необходимо найти наилучший баланс между нагрузкой и накладными расходами на связь. Если степень детализации слишком мала, производительность может пострадать из-за увеличения накладных расходов на связь. С другой стороны, если степень детализации слишком грубая, производительность может пострадать из-за дисбаланса нагрузки.

Реконфигурируемые вычисления и суперкомпьютеры

В реконфигурируемых вычислениях и суперкомпьютерах эти термины относятся к ширине пути данных. Использование элементов обработки шириной около одного бита, таких как настраиваемые логические блоки (CLB) в FPGA, называется мелкозернистыми вычислениями или мелкозернистой реконфигурацией, тогда как использование широких путей данных, таких как, например, ресурсы шириной 32 бита, такие как микропроцессорные процессоры или блоки пути данных, управляемые потоком данных ( DPU ), например, в реконфигурируемом массиве путей данных ( rDPA ), называются грубыми вычислениями или грубой реконфигурацией.

Данные и информация

Детализация данных относится к размеру , на который подразделяются поля данных. Например, почтовый адрес можно записать с грубой детализацией в виде одного поля:

адрес = 200 2nd Ave. South #358, Санкт-Петербург, Флорида 33701-4313 США

или с мелкой детализацией , как несколько полей:

почтовый адрес = 200, 2-я авеню Юг, № 358.
город = Санкт-Петербург
штат = Флорида
почтовый индекс = 33701-4313
страна = США

или даже более мелкая детализация:

улица = 2-я авеню Юг
номер адреса = 200
люкс/апартаменты = #358
город = Санкт-Петербург
штат = Флорида
почтовый индекс = 33701
надстройка почтового индекса = 4313
страна = США

Более тонкая детализация требует дополнительных затрат на ввод и хранение данных. Это проявляется в большем количестве объектов и методов в парадигме объектно-ориентированного программирования или в большем количестве вызовов подпрограмм для процедурного программирования и сред параллельных вычислений . Однако это дает преимущества в гибкости обработки данных при изолированной обработке каждого поля данных, если это необходимо. Проблема производительности, вызванная чрезмерной детализацией, может не проявиться до тех пор, пока масштабируемость не станет проблемой.

В рамках проектирования базы данных и данных хранилища зернистость данных также может относиться к наименьшей комбинации столбцов в таблице, которая делает строки (также называемые записями) уникальными. ^[5]

См. также

Примечания

^ Кмичик, С.; Гронт, Д.; Колински, М.; Витеска, Л.; Давид, А.Е.; Колинский, А. (2016). «Крупнозернистые белковые модели и их применение» . Химические обзоры . 116 (14): 7898–936. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00163 . ПМИД 27333362 .
^ Спейси и др. 2012 .
^ ФОЛДОК
^ «Архитектура программного обеспечения: сложные части» . Мыслительные работы . Проверено 15 января 2023 г.
^ Зернистость данных: что означает степень детализации с точки зрения моделирования данных.

Ссылки

де Пабло, Джей-Джей (2011). «Крупнозернистое моделирование макромолекул: от ДНК к нанокомпозитам». Ежегодный обзор физической химии . 62 : 555–74. Бибкод : 2011ARPC...62..555D . doi : 10.1146/annurev-physchem-032210-103458 . ПМИД 21219152 .
Спейси, С.; Люк, В.; Келли, PHJ; Кун, Д. (2012). «Уменьшение задержки связи с помощью архитектуры только для записи». Журнал параллельных и распределенных вычислений . 72 (12): 1617–1627. дои : 10.1016/j.jpdc.2012.08.007 .

[1] Кмичик, С.; Гронт, Д.; Колински, М.; Витеска, Л.; Давид, А.Е.; Колинский, А. (2016). «Крупнозернистые белковые модели и их применение» . Химические обзоры . 116 (14): 7898–936. doi : 10.1021/acs.chemrev.6b00163 . ПМИД 27333362 .

[FOOTNOTESpaceyLukKellyKuhn2012-2] Спейси и др. 2012 .

[3] ФОЛДОК

[4] «Архитектура программного обеспечения: сложные части» . Мыслительные работы . Проверено 15 января 2023 г.

[5] Зернистость данных: что означает степень детализации с точки зрения моделирования данных.

[1]

[2]

[3]

[4]

[5]