[发明专利]一种数据处理方法、装置和系统

说明书

本申请提供了数据处理方法、装置和系统，方法包括：第一处理器将第一目标函数改写为第二目标函数，基于2^Q将第二目标函数的自变量区间划分为第一区间段和第二区间段，采用均匀分段方式将第一区间段划分为M₁个区间段，基于2的幂次方将第二区间段划分为M₂个区间段，采用均匀分段方式对M₂个区间段中的每个区间段进行划分，根据最终分段结果构建查找表；第二处理器确定目标自变量并确定目标自变量对应的段首偏移量和表项地址，基于段首偏移量、表项地址和查找表，确定最终的函数值。本申请可采用统一的分段方式对第二目标函数的自变量区间进行分段，并采用统一的计算方式确定表项地址、段首偏移量和函数值，通用性更强，计算效率更高。

技术领域

本申请涉及数据处理技术领域，特别是涉及一种数据处理方法、装置和系统。

背景技术

在各种工程数据处理技术领域，比如分子动力学、数字信号处理、卷积神经网络中，存在大量复杂非线性数学计算。这些复杂数学计算一般使用通用微处理器CPU通过软件编程实现，消耗时间长，功耗大。目前在各领域会选择专用处理器进行加速运算，即使用专用处理器中的基本加法、乘法、查表运算部件功能进行加速运算。

例如，在分子动力学(MD，Molecule Dynamic)模拟中，将待测体系放入一个物理空间立方体中，体系中的粒子根据受力情况运动。粒子之间存在长程作用、短程作用、成键作用等多种经典力学相互作用，这些相互作用涉及高次幂函数、三角函数、e指数函数、积分函数等，甚至是以上函数的组合形式，计算复杂度很高，计算量巨大，数据精度要求高。为了加速计算，需要使用专用处理器。

目前，在工程实现中，通常使用查表法实现非线性数学运算。常规的查表法实现方式为：首先构建查找表，针对特定的计算函数，将函数可能取到的自变量区间分段(通常是均匀分段，或针对函数特性的部分区间增多分段数)，在每段的段首求出因变量值和一阶、二阶求导系数(也可以是变形)，存入查找表中；计算时，由自变量取值，按照构建查找表时的分段方式计算出表项地址，取该表项地址的表项后通过拟合运算，计算函数值。

由于函数形式具有多样性，不同函数的自变量取值范围不同，同一函数在不同子区间的变化快慢也不同，而目前的查表法仅能针对特定函数制定分段方式，并采用与制定的分段方式匹配的计算方式来计算表项地址，通用性较差，计算效率较低。

发明内容

有鉴于此，本申请提供了一种数据处理方法、装置和系统，以解决现有技术因无法采用统一的查表法计算函数值导致通用性差和计算效率低的问题，其技术方案如下：

一种数据处理方法，应用于第一处理器，包括：

以将自变量范围限定在指定区间为改写目标，对第一目标函数进行改写，改写后的函数作为第二目标函数，其中，指定区间为[0,1]或[0,1)或(0,1)或(0,1]；

基于2^Q将第二目标函数的自变量区间划分为两个区间段，得到第一区间段和第二区间段，其中，Q为负整数；

采用均匀分段方式将第一区间段划分为M₁个区间段，其中，M₁满足log2(M₁)为正整数；

基于2的幂次方将第二区间段划分为M₂个区间段，其中，M₂个区间段中第m个区间段为[2^Q+(m-1),2^Q+m)，M₂为-Q；

采用均匀分段方式对M₂个区间段中的每个区间段进行划分，其中，对M₂个区间段中的第m个区间段进行划分得到的区间段的数量N_m满足log2(N_m)为正整数；