SHF: Small: Formalisms, Implementations, and Verification Procedures for Alternatives to Floating Point
SHF: Small: Formalisms, Implementations, and Verification Procedures for Alternatives to Floating Point
批准号:
1908798
负责人:
Santosh Nagarakatte
金额:
$50.0万
依托单位国家:
美国
项目类别:
Standard Grant
财政年份:
2019
资助国家:
美国
项目状态:
已结题
起止时间:
2019-07-01 至 2024-12-31
中文摘要
实数的高效准确表示是计算机科学中的一个基础性问题。浮点数被广泛用于使用有限位数来逼近实数。考虑到需要良好的性能和关于四舍五入误差或使用浮点表示的特殊条件的推理方面的挑战,社区有兴趣探索可能的替代方案。假设表示法是最近提出的IEEE-754浮点表示法的替代方案。这个项目开发了一些技术、工具和程序来确定POST是否是浮点数的可行替代方案。该项目的影响如下:(1)使程序员能够有效地使用命题编写正确的程序;(2)在生成高性能数学库和命题自动推理方面取得基础进展;(3)影响科学计算领域的专家并减轻他们对正确性和准确性的担忧;(4)教育研究生、本科生和高中生基础抽象和推理技术。在相同位数的情况下,命题表示可以表示比浮点表示更多的实数。根据配置的不同,它可以表示浮点所能表示的每个实值。定金社区正在试图找到定金在精度、性能或存储方面优于浮点的特定应用。这个项目开发技术、工具和过程来推断用POITS编写的应用程序的可行性、性能和准确性。对于性能,该项目开发了用于位置表示的高性能数学库,并探索了对位置运算的硬件支持。为了推断计算的准确性,研究人员开发了快速影子执行的技术,将假设执行与实数执行进行比较。为了能够使用POSITS对程序进行自动推理,该项目开发了一种可与可满足性模理论求解器一起使用的POSITS理论。该奖项反映了NSF的法定使命,并通过使用基金会的智力优势和更广泛的影响审查标准进行评估,被认为值得支持。
英文摘要
Efficient and accurate representation of real numbers is a foundational question in computer science. A floating-point number is widely used to approximate a real number using a finite number of bits. Given the need for good performance and challenges in reasoning about rounding errors or exceptional conditions with the floating-point representation, there is interest in the community to explore possible alternatives to it. The Posit representation is a recently proposed alternative to the IEEE-754 floating point representation. This project develops techniques, tools, and procedures to determine whether Posit is a viable alternative to floating point. This project's impacts are the following: (1) enable programmers to effectively write correct programs using Posits, (2) make foundational advances for generating high-performance math libraries and automated reasoning for Posits, (3) influence domain experts in scientific computing and alleviate their concerns about correctness and accuracy, and (4) educate graduate, undergraduate, and high-school students on foundational abstractions and reasoning techniques.The Posit representation can represent more real numbers than the floating-point representation given the same number of bits. Depending on the configuration, it can represent every real value that floating point can. The Posit community is attempting to find specific applications where a Posit outperforms floating point in accuracy, performance, or storage. This project develops techniques, tools, and procedures to reason about the feasibility, performance, and accuracy of applications written with Posits. Specifically for performance, the project develops high performance math libraries for the Posit representation and explores hardware support for Posit operations. To reason about the accuracy of computation, the investigators develop techniques for fast shadow execution that compares a Posit execution to an execution with real numbers. To enable automated reasoning for programs using Posits, the project develops a theory of Posits usable with satisfiability modulo theory solvers.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
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DOI:
10.1145/3468264.3468585
发表时间:
2021
期刊:
2021 The ACM Joint European Software Engineering Conference and Symposium on the Foundations of Software Engineering (ESEC/FSE
影响因子:
--
作者:
[Chowdhary, Sangeeta, Nagarakatte, Santosh]
通讯作者:
Nagarakatte, Santosh
Fast shadow execution for debugging numerical errors using error free transformations
使用无错误转换快速阴影执行来调试数值错误
DOI:
10.1145/3563353
发表时间:
2022
期刊:
Proceedings of the ACM on Programming Languages
影响因子:
--
作者:
[Chowdhary, Sangeeta, Nagarakatte, Santosh]
通讯作者:
Nagarakatte, Santosh
Approximating trigonometric functions for posits using the CORDIC method
使用 CORDIC 方法近似三角函数
DOI:
10.1145/3387902.3392632
发表时间:
2020
期刊:
CF '20: Proceedings of the 17th ACM International Conference on Computing Frontiers
影响因子:
--
作者:
[Lim, Jay P, Shachnai, Matan, Nagarakatte, Santosh]
通讯作者:
Nagarakatte, Santosh
Fast Polynomial Evaluation for Correctly Rounded Elementary Functions using the RLIBM Approach
使用 RLIBM 方法对正确舍入的初等函数进行快速多项式计算
DOI:
10.1145/3579990.3580022
发表时间:
2023
期刊:
CGO 2023: Proceedings of the 21st ACM/IEEE International Symposium on Code Generation and OptimizationFebruary 2023
影响因子:
--
作者:
[Aanjaneya, Mridul, Nagarakatte, Santosh]
通讯作者:
Nagarakatte, Santosh
DOI:
10.1145/3498664
发表时间:
2022-01
期刊:
Proceedings of the ACM on Programming Languages
影响因子:
--
作者:
[Jay P. Lim;Santosh Nagarakatte]
通讯作者:
Jay P. Lim;Santosh Nagarakatte
共 9 条
Collaborative Research: DOE/NSF Workshop on Correctness in Scientific Computing
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批准号:2319661
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$2.0万
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财政年份:2023
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负责人:Santosh Nagarakatte
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依托单位:
SHF:Small:Techniques for Generating Correctly Rounded Math Libraries
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批准号:2110861
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$50.0万
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财政年份:2021
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负责人:Santosh Nagarakatte
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依托单位:
FMitF: Track II: Automated Verification for Assembly Implementations of Cryptography Libraries
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批准号:1917897
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$10.0万
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财政年份:2019
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负责人:Santosh Nagarakatte
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依托单位:
CAREER: Semantics, Abstractions, and Tools for a Pragmatic Verified LLVM Compiler
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批准号:1453086
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项目类别:Continuing Grant
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资助金额:$54.5万
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财政年份:2015
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负责人:Santosh Nagarakatte
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依托单位:
PLDI 2015 Travel Support
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批准号:1538838
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$2.0万
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财政年份:2015
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负责人:Santosh Nagarakatte
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依托单位:
PLDI 2014 Travel Support
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批准号:1430129
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$2.0万
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财政年份:2014
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负责人:Santosh Nagarakatte
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依托单位:
SaTC: Hardware-Assisted Methods for Operating System Integrity
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批准号:1441724
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项目类别:Standard Grant
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资助金额:$50.0万
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财政年份:2014
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负责人:Santosh Nagarakatte
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依托单位:
国内基金
海外基金
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昼夜节律性small RNA在血斑形成时间推断中的法医学应用研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:--
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批准年份:2024
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负责人:
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依托单位:
tRNA-derived small RNA上调YBX1/CCL5通路参与硼替佐米诱导慢性疼痛的机制研究
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批准号:
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项目类别:省市级项目
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资助金额:10.0万元
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批准年份:2022
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负责人:张祥忠
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依托单位:
Small RNA调控I-F型CRISPR-Cas适应性免疫性的应答及分子机制
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批准号:32000033
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:林平
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依托单位:
Small RNAs调控解淀粉芽胞杆菌FZB42生防功能的机制研究
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批准号:31972324
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项目类别:面上项目
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资助金额:58.0万元
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批准年份:2019
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负责人:高学文
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依托单位:
变异链球菌small RNAs连接LuxS密度感应与生物膜形成的机制研究
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批准号:81900988
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:21.0万元
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批准年份:2019
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负责人:毛梦莹
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依托单位:
肠道细菌关键small RNAs在克罗恩病发生发展中的功能和作用机制
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批准号:31870821
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项目类别:面上项目
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资助金额:56.0万元
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批准年份:2018
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负责人:陈江宁
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依托单位:
基于small RNA 测序技术解析鸽分泌鸽乳的分子机制
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批准号:31802058
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:26.0万元
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批准年份:2018
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负责人:麻慧
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依托单位:
Small RNA介导的DNA甲基化调控的水稻草矮病毒致病机制
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批准号:31772128
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项目类别:面上项目
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资助金额:60.0万元
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批准年份:2017
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负责人:吴建国
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依托单位:
基于small RNA-seq的针灸治疗桥本甲状腺炎的免疫调控机制研究
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批准号:81704176
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:20.0万元
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批准年份:2017
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负责人:赵继梦
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依托单位:
水稻OsSGS3与OsHEN1调控small RNAs合成及其对抗病性的调节
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批准号:91640114
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项目类别:重大研究计划
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资助金额:85.0万元
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批准年份:2016
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负责人:何祖华
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依托单位: