shanks-university

Инструкции экспериментов

Расположение: backend/runner/config/

Назначение

Файлы инструкций example.json, big_boy.json и подобные содержат описание что запускать - ряды, методы ускорения, шумы, фильтры и события.

Структура файла инструкций

{
  "series": [...],
  "noises": [...],
  "filters": [...],
  "methods": [...]
}

Секция `series`

Определяет математические ряды для исследования.

Структура

{
  "series": [
    {
      "name": "SeriesName",
      "args": {
        "param1": [value1, value2],
        "param2": {"start": 1, "stop": 10, "step": 1}
      }
    }
  ]
}

Поля

Поле	Тип	Обязательно	Описание
`name`	`string`	Да	Имя ряда (зарегистрированного в C++ registry)
`args`	`object`	Нет	Аргументы конструктора ряда
`vecSize`	`int`	Нет	Размер генерируемой последовательности

Примеры

Ряд с одним значением параметра

{
  "name": "CosSeries",
  "args": {"x": 1}
}

Генерируется 1 ряд.

Ряд с несколькими значениями

{
  "name": "CosSeries",
  "args": {"x": [1, 2, 3]}
}

Генерируется 3 ряда (для x=1, x=2, x=3).

Ряд с диапазоном

{
  "name": "ExpSeries",
  "args": {"x": {"start": 0, "stop": 1, "step": 0.1}}
}

Генерируется 11 рядов (x = 0, 0.1, 0.2, …, 1).

Комбинации параметров

{
  "name": "LogSeries",
  "args": {
    "x": [1, 2, 3],
    "base": [2, 10]
  }
}

Генерируется 3 × 2 = 6 рядов.

Секция `noises`

Определяет шум, добавляемый к рядам.

Структура

{
  "noises": [
    {
      "type": "Normal|Uniform",
      "method": "jitter|scaling",
      "param1": float,
      "param2": float,
      "seed": int
    }
  ]
}

Поля

Поле	Тип	По умолчанию	Описание
`type`	`string`	`Uniform`	Тип распределения шума
`method`	`string`	`jitter`	Метод применения шума
`param1`	`float`	`0.0`	Параметр 1 (зависит от type/method)
`param2`	`float`	`0.0`	Параметр 2 (зависит от type/method)
`seed`	`int`	`0`	Seed для генератора случайных чисел

Типы шумов

`type`	`method`	`param1`	`param2`	Описание
`Normal`	`jitter`	mean	std	Нормальный шум (гауссовский дрожание)
`Uniform`	`scaling`	min	max	Равномерный мультипликативный шум

Примеры

Нормальный шум

{
  "type": "Normal",
  "method": "jitter",
  "param1": 0.0,
  "param2": 1e-10,
  "seed": 42
}

Добавляет гауссовский шум с mean=0, std=1e-10.

Равномерный шум

{
  "type": "Uniform",
  "method": "scaling",
  "param1": 0.9999999999,
  "param2": 1.0000000001,
  "seed": 42
}

Масштабирует значения случайным коэффициентом из [0.9999999999, 1.0000000001].

Секция `filters`

Определяет фильтры для обработки результатов при обнаружении событий остановки (например, расходимости).

Структура

{
  "filters": [
    {
      "type": "savitzky_golay|kolmogorov_zurbenko",
      "params": {...}
    }
  ]
}

Поля

Поле	Тип	Обязательно	Описание
`type`	`string`	Да	Тип фильтра
`params`	`object`	Нет	Параметры фильтра

Типы фильтров

Savitzky-Golay (`savitzky_golay`)

{
  "type": "savitzky_golay",
  "params": {
    "polyorder": 2,
    "derive": 0,
    "delta": 1.0,
    "window_length": "segment"  // или число
  }
}

Параметры:

polyorder - порядок полинома (по умолчанию 2)
derive - порядок производной (по умолчанию 0)
delta - шаг дискретизации (по умолчанию 1.0)
window_length - длина окна ("segment" для автоматической или число)

Kolmogorov-Zurbenko (`kolmogorov_zurbenko`)

{
  "type": "kolmogorov_zurbenko",
  "params": {
    "degree": 3
  }
}

Параметры:

degree - степень фильтра

Примеры

{
  "filters": [
{
  "type": "savitzky_golay",
  "params": {
        "polyorder": 2,
        "derive": 0,
        "delta": 1.0
      }
    },
    {
      "type": "kolmogorov_zurbenko",
      "params": {
        "degree": 3
      }
    }
  ]
}

Секция `methods`

Определяет методы ускорения сходимости и их параметры.

Структура

{
  "methods": [
    {
      "name": "MethodName",
      "n": {...} | [...],
      "m": [...],
      "args": {...},
      "events": [...]
    }
  ]
}

Поля

Поле	Тип	Обязательно	Описание
`name`	`string`	Да	Имя метода (зарегистрированного в C++ registry)
`n`	`range`/`array`	Да	Значения параметра n
`m`	`array`	Да	Значения параметра m
`args`	`object`	Нет	Дополнительные аргументы метода
`events`	`array`	Нет	Спецификации событий

Параметр `n`

Задаёт значения n (количество членов ряда для ускорения).

Диапазон

"n": {"start": 10, "stop": 100, "step": 10}

Генерирует [10, 20, 30, ..., 100].

Массив

"n": [5, 10, 20, 50]

Использует указанные значения.

Параметр `m`

Задаёт значения m (параметр ускорения).

"m": [2, 4, 8]

Параметр `args`

Дополнительные аргументы конструктора метода. Поддерживает генерацию комбинаций.

Пример для LevinAlgorithm

"args": {
  "remainder": ["v_type", "u_type"],
  "useRecurrentFormula": [true, false],
  "beta": [0.1, 1, 10]
}

Генерирует 2 × 2 × 3 = 12 комбинаций.

Общие параметры

Метод	Аргумент	Возможные значения
LevinAlgorithm	`remainder`	`v_type`, `u_type`, `t_wave_type`
LevinAlgorithm	`useRecurrentFormula`	`true`, `false`
LevinAlgorithm	`beta`	числа
LevinSidiMAlgorithm	`gamma`	числа
LevinSidiSAlgorithm	`parameter`	числа
WynnRhoAlgorithm	`numerator`	`rho_type`, `generalized_type`, `gamma_rho_type`
WynnRhoAlgorithm	`gamma`	числа
WynnRhoAlgorithm	`RHO`	числа
WynnEpsilon3Algorithm	`epsilon_threshold`	числа

Параметр `events`

Определяет события для детекции и реакцию на них.

"events": [
  {
    "type": "slow_accel",
    "log_action_capacity": 2
  },
  {
    "type": "divergent",
    "stop_action_limit": 3
  }
]

Поля события

Поле	Тип	Описание
`type`	`EventType`	Тип события
`log_action_capacity`	`int \\| null`	Лимит логирования (null = неограниченно)
`stop_action_limit`	`int \\| null`	Лимит перед остановкой (null = не останавливать)

Типы событий

`type`	Описание
`slow_accel`	Метод медленнее частичных сумм
`monotone`	Монотонное поведение
`divergent`	Расходимость
`sign_changed`	Смена знака
`second_diff`	Рост второй разности

Логика событий

log_action_capacity - после N событий этого типа система перестаёт их логировать.
stop_action_limit - после N событий этого типа система останавливает выполнение trial.

При остановке по stop_action_limit:

Определяется сегмент расходимости.
Применяются фильтры из секции filters, если остановка вызвана событиями.
Результат сохраняется в filtered.

Полный пример

{
  "series": [
    {
      "name": "CosSeries",
      "args": {"x": [1, 2]}
    }
  ],
  "noises": [
    {
      "type": "Normal",
      "method": "jitter",
      "param1": 0.0,
      "param2": 1e-10,
      "seed": 42
    }
  ],
  "filters": [
{
  "type": "savitzky_golay",
  "params": {
        "polyorder": 2,
        "derive": 0,
        "delta": 1.0
      }
    }
  ],
  "methods": [
    {
      "name": "LevinAlgorithm",
      "n": {"start": 10, "stop": 50, "step": 10},
      "m": [8],
      "args": {
        "remainder": ["v_type"],
        "useRecurrentFormula": true
      },
      "events": [
        {
          "type": "slow_accel",
          "log_action_capacity": 2
        },
        {
          "type": "divergent",
          "stop_action_limit": 3
        }
      ]
    }
  ]
}

Вычисление количества trial’ов

total_trials = (
    len(series_combinations) *
    len(method_combinations) *
    len(n_values) *
    len(m_values) *
    len(noises) *
    len(precisions)
)

Пример:

series: 2 значения x => 2 ряда
methods: 1 метод с 1 комбинацией args
n: 5 значений (10, 20, 30, 40, 50)
m: 1 значение (8)
noises: 1 шум
precisions: 1 (F64)

total = 2 × 1 × 5 × 1 × 1 × 1 = 10 trial'ов

С комбинациями args:

series: x=[1,2] -> 2
methods: remainder=[v_type, u_type], useRecurrentFormula=[true, false] -> 4
n: 5
m: 1
noises: 1
precisions: 1

total = 2 × 4 × 5 × 1 × 1 × 1 = 40 trial'ов

shanks-university

Инструкции экспериментов

Назначение

Структура файла инструкций

Секция series

Структура

Поля

Примеры

Ряд с одним значением параметра

Ряд с несколькими значениями

Ряд с диапазоном

Комбинации параметров

Секция noises

Структура

Поля

Типы шумов

Примеры

Нормальный шум

Равномерный шум

Секция filters

Структура

Поля

Типы фильтров

Savitzky-Golay (savitzky_golay)

Kolmogorov-Zurbenko (kolmogorov_zurbenko)

Примеры

Секция methods

Структура

Поля

Параметр n

Диапазон

Массив

Параметр m

Параметр args

Пример для LevinAlgorithm

Общие параметры

Параметр events

Поля события

Типы событий

Логика событий

Полный пример

Вычисление количества trial’ов

Секция `series`

Секция `noises`

Секция `filters`

Savitzky-Golay (`savitzky_golay`)

Kolmogorov-Zurbenko (`kolmogorov_zurbenko`)

Секция `methods`

Параметр `n`

Параметр `m`

Параметр `args`

Параметр `events`