本發(fā)明涉及信息系統(tǒng)領(lǐng)域中的并行計算，尤其涉及一種智能化數(shù)值計算方法、設(shè)備和系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、數(shù)值計算是有效使用數(shù)字計算機求數(shù)學(xué)問題近似解的方法與過程，以及由相關(guān)理論構(gòu)成的學(xué)科。主要研究如何利用計算機更好的解決各種數(shù)學(xué)問題，包括連續(xù)系統(tǒng)離散化和離散形方程的求解，并考慮誤差、收斂性和穩(wěn)定性等問題。

2、數(shù)值計算方法在現(xiàn)代科學(xué)研究和工程技術(shù)計算中具有重要地位。速度和精度是數(shù)值計算方法的優(yōu)劣的兩個重要指標，一個好的數(shù)值計算方法不僅精度高而且速度快。速度快，盡管就適當(dāng)規(guī)模的問題而言，這一優(yōu)勢因計算機的能力而被削弱殆盡，但對于規(guī)模大的問題，速度仍是重要的因素，慢的數(shù)值計算方法由于不實用而被淘汰。傳統(tǒng)數(shù)值計算的常用如下幾種方法：如有限元方法、多重網(wǎng)格方法、有限差分方法、有限體積方法、近似求解的誤差估計方法、多尺度計算方法等。這些數(shù)值計算方法只能用算術(shù)運算和邏輯運算，否則計算機將無法計算，這將直接關(guān)系到能否把計算機用于實際問題。因此，在復(fù)雜問題求解過程中，必然面臨算力瓶頸問題，在復(fù)雜度較高的計算任務(wù)中存在效率和性能不高的不足。

3、基于此，需要一種新的解決方案。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的主要目的在于針對傳統(tǒng)數(shù)值計算方法的算力瓶頸問題以及性能和效率不高的不足，提供一種智能化數(shù)值計算方法、設(shè)備和系統(tǒng)。

2、為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種智能化數(shù)值計算方法，包括：

3、將計算數(shù)據(jù)進行符號化處理，得到符號化計算數(shù)據(jù)序列；

4、利用知識工程狀態(tài)機對所述符號化計算數(shù)據(jù)序列進行知識賦值，將所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與知識庫中相應(yīng)序列的知識進行關(guān)聯(lián)，建立所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與解空間區(qū)域劃分模式的對應(yīng)關(guān)系；

5、基于所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與解空間區(qū)域劃分模式的對應(yīng)關(guān)系，在知識工程引擎中進行并行搜索，搜索到對應(yīng)的解空間區(qū)域劃分模式；

6、根據(jù)搜索得到的解空間區(qū)域劃分模式，獲取數(shù)值計算結(jié)果。

7、在本發(fā)明提供的智能化數(shù)值計算方法中，利用知識工程狀態(tài)機對所述符號化計算數(shù)據(jù)序列進行知識賦值，將所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與知識庫中相應(yīng)序列的知識進行關(guān)聯(lián)，建立所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與解空間區(qū)域劃分模式的對應(yīng)關(guān)系的步驟之前，還包括：

8、基于對數(shù)值計算體系的分解、識別和重構(gòu)，構(gòu)建計算過程狀態(tài)機，所述計算過程狀態(tài)機包括初等計算步驟及中間狀態(tài)；

9、基于所述計算過程狀態(tài)機和知識屬性相互關(guān)系，構(gòu)建所述知識工程狀態(tài)機，所述知識工程狀態(tài)機用于對數(shù)據(jù)的符號化序列進行知識賦值以得到對應(yīng)的解空間區(qū)域劃分模式。

10、在本發(fā)明提供的智能化數(shù)值計算方法中，在基于所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與解空間區(qū)域劃分模式的對應(yīng)關(guān)系，在知識工程引擎中進行并行搜索，搜索到對應(yīng)的解空間區(qū)域劃分模式的步驟之前，還包括：

11、判斷當(dāng)前映射得到的解空間區(qū)域劃分模式的劃分粒度是否滿足計算精度需求；

12、在當(dāng)前映射得到的解空間區(qū)域劃分模式的劃分粒度不滿足計算精度需求時，繼續(xù)對當(dāng)前映射得到的解空間區(qū)域進行細粒度劃分，得到滿足計算精度需求的細分辨率的子區(qū)間并對知識工程引擎中相應(yīng)的知識圖譜關(guān)系細化和擴展。

13、此外，為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明還提供一種智能化數(shù)值計算設(shè)備，包括：

14、數(shù)據(jù)處理模塊，用于將計算數(shù)據(jù)進行符號化處理，得到符號化計算數(shù)據(jù)序列；

15、映射模塊，用于利用知識工程狀態(tài)機對所述符號化計算數(shù)據(jù)序列進行知識賦值，將所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與知識庫中相應(yīng)序列的知識進行關(guān)聯(lián)，建立所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與解空間區(qū)域劃分模式的對應(yīng)關(guān)系；

16、搜索模塊，用于基于所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與解空間區(qū)域劃分模式的對應(yīng)關(guān)系，在知識工程引擎中進行并行搜索，搜索到對應(yīng)的解空間區(qū)域劃分模式；

17、計算模塊，用于根據(jù)搜索得到的解空間區(qū)域劃分模式，獲取數(shù)值計算結(jié)果。

18、在本發(fā)明提供的智能化數(shù)值計算設(shè)備中，還包括知識工程狀態(tài)機構(gòu)建模塊和計算過程狀態(tài)機生成模塊：

19、計算過程狀態(tài)機生成模塊，用于基于對數(shù)值計算體系的分解、識別和重構(gòu)，構(gòu)建計算過程狀態(tài)機，所述計算過程狀態(tài)機包括初等計算步驟及中間狀態(tài)；

20、知識工程狀態(tài)機構(gòu)建模塊，用于基于所述計算過程狀態(tài)機和知識屬性相互關(guān)系，構(gòu)建所述知識工程狀態(tài)機，所述知識工程狀態(tài)機用于對數(shù)據(jù)的符號化序列進行知識賦值以得到對應(yīng)的解空間區(qū)域劃分模式。

21、在本發(fā)明提供的智能化數(shù)值計算設(shè)備中，還包括知識拓展模塊，用于判斷當(dāng)前映射得到的解空間區(qū)域劃分模式的劃分粒度是否滿足計算精度需求，在當(dāng)前映射得到的解空間區(qū)域劃分模式的劃分粒度不滿足計算精度需求時，繼續(xù)對當(dāng)前映射得到的解空間區(qū)域進行細粒度劃分，得到滿足計算精度需求的細分辨率的子區(qū)間并對知識工程引擎中相應(yīng)的知識圖譜關(guān)系細化和擴展。

22、本發(fā)明還提供一種智能化數(shù)值計算裝置，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如上所述的智能化數(shù)值計算方法的步驟。

23、本發(fā)明提供的智能化數(shù)值計算設(shè)備和方法具有以下有益效果：本發(fā)明基于“自然數(shù)”數(shù)據(jù)具備“知識性符號”表征值這一天然知識性數(shù)值特性，完成數(shù)值計算中數(shù)據(jù)與符號計算的融合?；谌诤蠑?shù)值計算與智能計算的復(fù)雜模式識別算法體系支持，通過知識工程引擎進行計算工作流分解、識別、重構(gòu)，以數(shù)據(jù)為中心構(gòu)建知識工程狀態(tài)機；通過符號化計算數(shù)據(jù)知識工程狀態(tài)機進行映射，完成數(shù)值計算與符號計算的融合。通過高性能并行搜索過程，完成數(shù)值計算的信息獲取，得到數(shù)值計算結(jié)果值。由此，提高在復(fù)雜度較高的計算任務(wù)中的效率和性能。

技術(shù)特征：

1.一種智能化數(shù)值計算方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.如權(quán)利要求1所述的智能化數(shù)值計算方法，其特征在于，在利用知識工程狀態(tài)機對所述符號化計算數(shù)據(jù)序列進行知識賦值，將所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與知識庫中相應(yīng)序列的知識進行關(guān)聯(lián)，建立所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與解空間區(qū)域劃分模式的對應(yīng)關(guān)系的步驟之前，還包括：

3.如權(quán)利要求2所述的智能化數(shù)值計算方法，其特征在于，在基于所述符號化計算數(shù)據(jù)序列與解空間區(qū)域劃分模式的對應(yīng)關(guān)系，在知識工程引擎中進行并行搜索，搜索到對應(yīng)的解空間區(qū)域劃分模式的步驟之前，還包括：

4.一種智能化數(shù)值計算設(shè)備，其特征在于，包括：

5.如權(quán)利要求4所述的智能化數(shù)值計算設(shè)備，其特征在于，還包括知識工程狀態(tài)機構(gòu)建模塊和計算過程狀態(tài)機生成模塊：

6.如權(quán)利要求4所述的智能化數(shù)值計算設(shè)備，其特征在于，還包括知識拓展模塊，用于判斷當(dāng)前映射得到的解空間區(qū)域劃分模式的劃分粒度是否滿足計算精度需求，在當(dāng)前映射得到的解空間區(qū)域劃分模式的劃分粒度不滿足計算精度需求時，繼續(xù)對當(dāng)前映射得到的解空間區(qū)域進行細粒度劃分，得到滿足計算精度需求的細分辨率的子區(qū)間并對知識工程引擎中相應(yīng)的知識圖譜關(guān)系細化和擴展。

7.一種智能化數(shù)值計算系統(tǒng)，其特征在于，用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1至3中任一項的智能化數(shù)值計算方法的步驟，所述系統(tǒng)架構(gòu)由應(yīng)用層、專家系統(tǒng)層（aigc-es）、并行操作系統(tǒng)層、高速網(wǎng)絡(luò)層、節(jié)點層五層組成。

8.一種智能化數(shù)值計算裝置，其特征在于，包括處理器和存儲器，所述存儲器存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執(zhí)行時實現(xiàn)如權(quán)利要求1至3中任一項的智能化數(shù)值計算方法的步驟。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種智能化數(shù)值計算方法和系統(tǒng)。方法包括：將計算數(shù)據(jù)進行符號化處理得到符號化計算數(shù)據(jù)序列；利用知識工程狀態(tài)機對符號化計算數(shù)據(jù)序列進行知識賦值，建立符號化計算數(shù)據(jù)序列與解空間區(qū)域劃分模式的對應(yīng)關(guān)系；基于符號化計算數(shù)據(jù)序列與解空間區(qū)域劃分模式的對應(yīng)關(guān)系，在知識工程引擎中進行并行搜索，搜索到對應(yīng)的解空間區(qū)域劃分模式；根據(jù)搜索得到的解空間區(qū)域劃分模式，獲取數(shù)值計算結(jié)果。本發(fā)明通過符號化計算數(shù)據(jù)知識工程狀態(tài)機進行映射，完成數(shù)值計算與符號計算的融合。通過高性能并行搜索過程，完成數(shù)值計算的信息獲取，得到數(shù)值計算結(jié)果值。由此，提高在復(fù)雜度較高的計算任務(wù)中的效率和性能。

技術(shù)研發(fā)人員：戚建淮,鄭偉范,成飏,崔宸,宋晶,唐娟
受保護的技術(shù)使用者：深圳市永達電子信息股份有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30