时间序列元编程

Оригинальная статья по библиотеке временных рядов http://github.com/zeusro/data утрачена, поэтому я могу лишь по обрывочным воспоминаниям восстановить часть, касающуюся временных рядов.

Только практика во времени способна проверить корректность программы. Поэтому я предлагаю модель метапрограммирования временных рядов — новую программную парадигму для моделирования реального мира, философию проектирования, не привязанную к языку программирования.

На этой основе вводится сложность временных рядов: при соблюдении традиционной временной и пространственной сложности двумерные графики (например, t и утилизация памяти) и даже трёхмерные (с учётом нагрузки CPU/GPU) описывают фактическое время выполнения алгоритма и использование ресурсов.

Временной ряд

Временной ряд: упорядоченный по времени набор данных, фиксирующий изменение состояния одного и того же объекта во времени.
У временного ряда единственный API — Watch. Watch по порядку разбивается на интерфейсы Read и Write.

Объект временного ряда

У объекта временного ряда время должно быть первым полем и отражаться в функции инициализации.
Любые данные, порождённые на основе времени, являются данными временного ряда.

1
2
3
4
5
6
7
8
type DeadMonkey struct {
	Birth       time.Time
	GoldenStaff []NLine // Золотая дубинка – параметрический отрезок
	m           int     // масштаб потребителей
	n           int     // масштаб алгоритма
	ZeroPoints  []model.Point
	cost        time.Duration
}

Функция временного ряда

У функции временного ряда первым аргументом должно быть время. Первое поле возвращаемого значения должно быть объектом временного ряда.
Входное и выходное время задают нижнюю и верхнюю временные границы функции.

1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
28
29
30
31
32
33
34
35
36
37
38
// NewDeadMonkey
// m боевые объекты
// n число уникальных ресурсов / масштаб алгоритма
func NewDeadMonkey(birth time.Time, m, n int) *DeadMonkey {
	dead := DeadMonkey{
		Birth: birth,
		m:     m,
		n:     n,
	}
	zeroPoints := make([]model.Point, m)
	p0 := model.RandonPoint()
	zeroPoints[0] = p0
	for i := 1; i < m; i++ {
		p1 := model.RandonPoint()
		// Достаточно не совпадать с предыдущей точкой; глобальные повторы игнорируются
		for p1.Compare(zeroPoints[i-1]) {
			p1 = model.RandonPoint()
		}
		zeroPoints[i] = p1
	}
	dead.ZeroPoints = zeroPoints
	return &dead
}

// SleepAndReturnNewTime принимает аргумент времени, случайно «засыпает», затем возвращает актуальное время
func SleepAndReturnNewTime(inputTime time.Time) time.Time {
    // Установить зерно случайности
    rand.Seed(time.Now().UnixNano())

    // Случайная длительность сна от 1 до 5 секунд
    sleepDuration := time.Duration(rand.Intn(5)+1) * time.Second

    // Сон на случайное время
    time.Sleep(sleepDuration)

    // Вернуть текущее время
    return time.Now()
}

Расстояние во временном ряде

Используется составной критерий: время плюс другие условия (например, на 4-мерной сфере можно опираться только на расстояние или на время и формулу Haversine).

Логирование временного ряда

Содержимое вывода должно быть в формате «время + содержание».

Сложность временного ряда

Сложность временного ряда (Time Series Complexity): при заданных временной и пространственной сложности — фактическое время выполнения алгоритма и эффективность использования памяти.

Сложность временного ряда изображается двумерным графиком. По оси X — t, по оси Y — (used - buff/cache) / total.

По оси Y при необходимости можно использовать другие метрики, например общую загрузку CPU/GPU.

Единичная сложность временного ряда — трёхмерный график. Трёхмерный график слишком абстрактен; его можно свести к двум двумерным или объединить оси Y в две кривые на одном двумерном графике.

Единичная CPU-сложность временного ряда — трёхмерный график: ось X — t, ось Y — (used - buff/cache) / total, ось Z — cpu_load1.

Единичная GPU-сложность временного ряда — трёхмерный график: ось X — t, ось Y — (used - buff/cache) / total, ось Z — gpu_utilization.

Для сложности временного ряда требуется анализ наблюдаемости программы.

Пространство временных рядов

Пространство размерности два и выше, состоящее из временных рядов.

В OOOS https://github.com/zeusro/system я буду по возможности применять эту программную парадигму.

Например:

• Алгоритм параллельного пространства-времени с неблокирующим доступом к ограниченным ресурсам (https://github.com/zeusro/system/blob/main/function/local/n/china/shenzhen/szx/readme.md)
• Функция Y (https://github.com/zeusro/system/blob/main/function/local/n/china/shantou/y/y.go#L73)