[发明专利]用于选择最值的装置和方法

说明书

一种从N个数值中选择k个最值的装置和方法，包括：A)控制缓冲器将N个数值接收到其数据池中，直至数据池中的数值数量达到数据池的预定存储容量；B)按照相对于可调整的比较阈值的大小将数据池中的数值划分为第一部分和第二部分，直至第一部分的数值数量符合预定数量范围；C)丢弃第二部分的数值，控制缓冲器继续将数值接收到数据池中，直至数据池中的数值数量再次达到预定存储容量或缓冲器已接收所有N个数值；D)重复执行步骤B至C，直至缓冲器已接收所有N个数值；E)按照相对于可调整的比较阈值的大小将数据池中的数值划分为第一部分和第二部分，直至第一部分的数值数量为k个；F)控制缓冲器输出第一部分的k个数值作为k个最值。

技术领域

本申请涉及计算机技术领域，更具体地，涉及一种用于从多个数值中选择最值的装置和方法。

背景技术

在海量数据中寻找最值是计算机技术领域常见的问题。通常会采用双调逻辑(Bitonic Logic)从一个大数据集合中选择多个最值(最大值或最小值)：首先对大数据集合进行双调排序(Bitonic Sequence)，并随后进行双调归并(Bitonic Merge)，经过多次循环后整个大数据集合会被排序。为了对一个数值数量k＝2ⁿ的大数据集合进行双调逻辑排序，总共的比较运算次数是确定的，需要总共n(n+1)k/4次比较运算。

由此可见，虽然双调逻辑排序的运算次数是确定的，但是其运算次数较多，运算方式也相对比较复杂。另外，因为双调逻辑排序会对整个数据集合进行排序运算，为了使最大值被移动到数据序列头部同时使最小值被移动到数据序列尾部，整个运算过程需要大量的数据移动操作。在数据被移动的同时，对应于每个数据的标识(ID)也需要被相应的移动。这些都意味着系统需要复杂的管线连接、预留更大的数据移动空间，并且耗费较高的功耗。

因此，需要一种新的用于在数据集合中选择最值的装置和方法。

发明内容

本申请的一个目的在于提供一种用于从N个数值中选择k个最值(top-k)的装置和方法。

根据本申请的一个方面，提供了一种用于从N个数值中选择k个最值的装置，所述装置包括缓冲器，所述缓冲器包括具有预定存储容量的数据池，所述缓冲器被配置为分批地将所述N个数值接收到所述数据池中。所述装置还包括处理器，所述处理器耦接到所述缓冲器，并被配置为执行下述处理：A)控制所述缓冲器将数值接收到所述数据池中，直至所述数据池中的数值数量达到所述预定存储容量；B)按照相对于可调整的比较阈值的大小将所述数据池中的数值划分为第一部分和第二部分，直至所述第一部分的数值数量符合预定数量范围；C)丢弃所述第二部分的数值，控制所述缓冲器继续将数值接收到所述数据池中，直至所述数据池中的数值数量再次达到所述预定存储容量或所述缓冲器已接收所有所述N个数值；D)重复执行所述步骤B至C，直至所述缓冲器已接收所有所述N个数值；E)按照相对于可调整的比较阈值的大小将所述数据池中的数值划分为第一部分和第二部分，直至所述第一部分的数值数量为k个；F)控制所述缓冲器输出所述第一部分的k个数值作为所述k个最值。

在一些实施例中，在执行所述步骤B和执行所述步骤E时，所述处理器还被配置为响应于所述第一部分的数值数量不符合所述预定数量范围或响应于所述第一部分的数值数量不为k个，根据可调整的步进值调整所述可调整的比较阈值。

在一些实施例中，在执行所述步骤B和执行所述步骤E之前，所述处理器还被配置为执行下述处理：确定所述数据池中的数值的最大值和最小值；根据所述最大值和所述最小值确定初始比较阈值。

在一些实施例中，在执行所述步骤B和执行所述步骤E之前，所述处理器还被配置为执行下述处理：根据所述最大值和所述最小值确定初始步进值。

在一些实施例中，在执行所述步骤B和执行所述步骤E之前，所述处理器还被配置为将所述初始比较阈值确定为所述最大值与所述最小值之和的一半以及将所述初始步进值确定为所述最大值与所述最小值之差的四分之一。