21 세기는 관찰 라디오 천문학에 새로운 랜드 마크를 가져 왔습니다. 천문학 자들은 이제 다양한 우주 척도에서 많은 우주 출처에서 무선 신호를 감지 할 수 있습니다. 다중 탐지는 주기적 무선 맥동이 주로 은하계에 위치한 라디오 펄스로 알려진 수많은 빠르게 회전하는 중성자 별에서 나오는 반면, 훨씬 더 밝은 단일 펄스는 몇 가지 작은 스터드와 훨씬 더 먼 빠른 라디오 버스트에 기인합니다.
.이 펄스의 기원과 특성을 파악하려면 천문학자는 엄청난 시간과 주파수 해상도로 망원경이 필요합니다. 이를 달성하기 위해 현대의 무선 조사는 이제 그래픽 처리 장치 (GPU)를 가진 대규모 슈퍼 컴퓨터에서 실시간으로 작동하므로 막대한 데이터 속도와 계산 능력을 활용합니다. 그중에는 네덜란드의 Westerbork Synthesis Radio Telescope의 12 개의 등거리 접시를 결합한 새로운 실시간 Apertif 조사가 있습니다 (그림 1). 12 개의 요리는 모두 고해상도 카메라가 장착되어 있으며 달 크기의 40 배에 해당하는 매우 큰 시야를 제공합니다. 생산 된 데이터 양에는 총 네덜란드 인터넷 트래픽보다 큰 수신 데이터 속도가있는 Top500 후보 예술 슈퍼 컴퓨터가 필요합니다.
모든 라디오 조사에 따라 Apertif는 새로운 라디오 플래시를 검색하는 데 제한되어 있습니다. 하늘의 관찰 된 영역, 망원경 감도, 스펙트럼 분해능, 노이즈 임계 값 - 이러한 모든 요소는 설문 조사가 새로운 펄스를 감지하는 데 어느 정도 성공할 것인지 결정합니다. 이러한 한계 내에서 모든 망원경이 최대 검색 기능에서 실시간 관찰을 수행 할 수 있도록 그래픽 프로세서에 대한 계산 리소스의 최적 분포를 원합니다 (그림 2). 이러한 계산 리소스의 최적 구성 구성을 찾는 전통적인 방법은 망원경이 업그레이드 될 때마다 자동 조정을 수행하는 것입니다. 가능한 모든 구성의 완전한 스캔을 무차별적인 검색으로 알려져 있습니다. 데이터 처리에는 서로 의존하는 몇 가지 후속 작업이 포함됩니다. Brute-Force와 함께 모든 작업에 대한 가능한 모든 구성을 조사하면 1,000 억 년이 걸립니다! 따라서 Brute-Force는 단일 작업 당 구성을 최적화 할 수 있지만 심지어 10 시간에서 1 일이 소요될 수 있습니다.
우리 논문 (여기서 ARXIV 프리 인쇄)에서 제안 된 대체 휴리스틱 접근법은 이미 효율적인 구성 만 탐색하고 개선하여 검색 시간을 크게 (5 배 이상) 줄이고 빠른 망원경 업그레이드를 허용 할 수 있습니다. 또한 모든 작업을 한 번에 최적화하므로 별도의 작업 간의 상호 작용을 고려하여 이전에 얻은 것들을 기반으로 할 수없는 구성을 금지합니다. 이 새로운 접근법은 유전자 알고리즘, 우수한 구성이 서로 선택되고 혼합되어 더 나은 구성을 생성하기 위해 최적화를 적용합니다. "선함"의 척도는 우리의 경우 데이터 처리 시간에 피트니스 기능에 해당합니다. 결국, 가장 최적의 구성 만 선택됩니다 (그림 3)
유전자 알고리즘은 초기에 우수한 솔루션을 지속적으로 개선하고 동시에 나머지 매개 변수 공간을 탐색합니다. 철저한 및 기타 로컬 최적화 (예 :기울기 하강) 검색에 비해 중대한 이점이 있습니다. 또한 큰 계산이없는 다차원 매개 변수 공간에서 합리적으로 좋은 솔루션을 빨리 얻으려면 완벽한 선택입니다. 마지막으로 휴리스틱은 플랫폼 독립적이므로 항상 더 큰 설문 조사로 이전 될 수 있습니다.
