Preview

Proceedings in Cybernetics

Advanced search

Arithmetic operations’ complexity analysis in modular arithmetic within quadratic range

https://doi.org/10.35266/1999-7604-2025-3-5

Abstract

The authors study the features and effectiveness of modular arithmetic within a quadratic range, including the implementation of basic arithmetic operations on commodity computers. The research aim is to analyze the structure and features of performing various arithmetic operations in the modular arithmetic within quadratic range and compare their time complexity with similar operations in traditional positional systems. To meet this objective, the authors investigated the structure and characteristics of modular arithmetic within a quadratic range. They implemented arithmetic operations in Python, performed experiments, and assessed the time complexity of operations. The research methods include a theoretical study of the basis of the modular arithmetic within quadratic range, the creation of algorithms for performing operations in Python, experimental testing and analysis of the results. The research result is the creation of an algorithm for performing arithmetic operations in the modular arithmetic within quadratic range, revealing a significant performance gain compared to positional number systems, confirmed experimentally. Therefore, this study proves that modular arithmetic can improve task productivity that requires speed and resources.

About the Author

N. S. Zolotareva
Surgut State University, Surgut
Russian Federation

Postgraduate



References

1. Акушский И. Я., Юдицкий Д. И. Машинная арифметика в остаточных классах. М. : Советское радио, 1968. 440 с.

2. Амербаев В. М. Теоретические основы машинной арифметики. Алма-Ата : Наука, 1976. 320 с.

3. Червяков Н. И., Коляда А. А., Ляхов П. А. и др. Модулярная арифметика и ее приложения в инфокоммуникационных технологиях : моногр. М. : Физматлит, 2017. 400 с.

4. Инютин С. А. Модулярная алгоритмика многоразрядных вычислений. М. : Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 2020. 160 с.

5. Золотарева Н. С. Обзор методов и оценка сложности алгоритмов операций сравнения в модулярной арифметике и перевода из модулярной системы в позиционную систему счисления // Вестник кибернетики. 2022. № 4. С. 77–90. https://doi.org/10.34822/1999-7604-2022-4-77-90.

6. Инютин С. А. Дробно-рациональные конструкции в компьютерной модулярной арифметике // Информационные технологии. 2019. Т. 25, № 9. С. 515–521.

7. Инютин С. А. Метод вычисления позиционных характеристик модулярного представления с линейной сложностью // Информационные технологии и вычислительные системы. 2024. Вып. 1. С. 109–122. https://doi.org/10.14357/20718632240111.

8. Инютин С. А. Комплексирование систем счисления для многоразрядных вычислительных процессов // Информационные технологии. 2018. Т. 24, № 12. С. 782–790. https://doi.org/10.17587/it.24.782-790.


Review

For citations:


Zolotareva N.S. Arithmetic operations’ complexity analysis in modular arithmetic within quadratic range. Proceedings in Cybernetics. 2025;24(3):44-54. (In Russ.) https://doi.org/10.35266/1999-7604-2025-3-5

Views: 15


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1999-7604 (Online)