Разработка и анализ объектно-атрибутной архитектуры распределенной вычислительной системы с управлением потоком данных

• Автор: Салибекян, Сергей Михайлович
• Шифр специальности: 05.13.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 183 с. : ил.

Оглавление
Список определений, обозначений и сокращений
Введение
Глава 1. Обзор существующих решений dataflow
1.1 Аппаратные решения dataflow
1.1.1 Классификация аппаратных систем dataflow
1.1.1.1 Классификация по количеству фон неймановских команд, помещенных в узле потокового графа
1.1.1.2 Классификация по способу реализации потокового графа
1.1.1.3 Dataflow-системы с памятью программ
1.1.1.3.1 Статический dataflow (поток данных с одним токеном на дуге)
1.1.1.3.2 Динамический dataflow (поток с тегированными токенами)
1.1.1.3.3 Память с явной адресацией токенов (память фреймов)
1.1.1.4 Организация доступа к данным в системах с памятью программ
1.1.1.5 Классификация по структуре вычислительных узлов
1.1.1.6 Основные проблемы машин с памятью команд
1.1.1.7 Классификация по виду коммутационной среды
1.1.1.8 Гибридные архитектуры, сочетающие потоки команд и данных
1.1.1.8.1 Крупнозернистый поток данных (coarse-grained dataflow)
1.1.1.8.2 Тредовые системы
1.1.1.8.3 RISC поток данных
1.1.1.8.4 Использование сложных машинных операций
1.1.2 Анализ аппаратных решений dataflow
1.2 Программные решения dataflow
1.2.1 Функциональная парадигма
1.2.1.1 U-язык
1.2.1.2 LUCID
1.2.1.3 ID
1.2.1.4 VAL
1.2.1.5 SISAL
1.2.1.6 POST
1.2.1.7 ПИФАГОР
1.2.1.8 Mozart
1.2.2 Объектно-ориентированные языки программирования
1.2.3 DCF
1.2.4 Модель акторов
1.2.5 Графическое программирование
1.2.13 Анализ программных решений dataflow
1.3 Выводы и задачи дальнейшего исследования
Глава 2. Атрибутная и объектно-атрибутная архитектуры

2.1 Атрибутная архитектура
2.1.1 Основные понятия атрибутной архитектуры
2.1.2 Описание атрибутной архитектуры
2.1.3 Параллельный режим работы атрибутного процессора
2.1.3 Основные типы ФУ
2.1.3.1 Генератор атрибутов (ГА)
2.1.3.2 Рег
2.1.3.3 Целочисленное арифметико-логическое устройство (АЛУ).бб
2.1.3.4 Устройство доступа к оперативной памяти
2.1.4 Простейший А-процессор
2.1.5 Распределенное управление в А-архитектуре
2.1.6 Пример работы А-системы с распределенным управлением
2.1.7 Приемы реализации атрибутных систем с децентрализованным управлением
2.1.7.1 ФУ Вентиль
2.1.7.2 Шлюзование
2.1.8 Математическая модель А-архитектуры
2.1.8.1 Статическая модель А-архитектуры
2.1.8.2 Динамическая векторная модель А-архитектуры
2.1.8.3 Матричная динамическая модель А-архитектуры
2.1.8.4 ВременнОе численное моделирование
2.1.8.5 Численное моделирование
2.1.8.6 ВременнОе моделирование
2.2 Объектно-атрибутная архитектура
2.2.1 Основные понятия объекно-атрибутной архитектуры
2.2.2 Основные типы ФУ
2.2.2.1 Шина (диспетчер ФУ)
2.2.2.2 Арифметико-логическое устройство (АЛУ)
2.2.2.2 Автомат
2.2.2.3 Устройство ввода-вывода
2.2.2.4 Диспетчер капсул
2.2.3 Работа примитивной ОА-системы
2.2.5 Приемы ОА-программирования
2.2.5.1 Работа с ВФУ Автомат
2.2.5.2 ОА-программирование без оператора її
2.2.6 Изоморфизм ОА-архитектуры
2.2.6.1 Изоморфизм на уровне логики работы ФУ
2.2.6.2 Изоморфизм на уровне реализации логики работы ФУ
2.2.6.3 Применение нескольких режимов работы ФУ
2.2.6.4 Применение ФУ Интерпретатор
2.2.6.5 Изоморфизм на уровне данных
2.2.7 Абстракция в ОА-архитектуре
2.2.7.1 ОА-дерево как замена классов в ООП
2.2.7.2 ОА-дерево абстракций для организации интеллектуальных систем

2.2.8 Мобильность ОА-системы
2.2.9 Создание гетерогенных распределенных ВС, перераспределение ОА-образа по вычислительным узлам
2.2.10 Создание и имитационное моделирование аппаратно-программных комплексов на основе ОА-архитектуры
2.2.11 Аппаратная реализация ВФУ
Глава 3. Среда создания и выполнения ОА-образа
3.1 Описание ОА-платформы
3.2 Основные алгоритмы и форматы данных для реализации ОА-платформы
3.3 Реализация виртуальных функциональных устройств
3.3.1 Контекст ВФУ
3.3.2 Функция инициализации ВФУ
3.3.3 Процедура уничтожения (выгрузки) ВФУ
3.3.4 Процедура реализации логики работы ВФУ
3.3.5 Функциональное устройство «Шина» («Диспетчер функциональных устройств»)
3.4 Синтаксис языка для создания ОА-образа
3.5 Организация распределенных и параллельных вычислений
3.5.1 Индексный режим
3.5.2 Шлюзование и маршрутизация
3.5.4 Загрузка ОА-образа по распределенным вычислительным узлам
3.5.5 Параллельный режим работы АО-среды
3.5.5.1 Параллелизм на уровне аппаратуры
3.5.5.2 Параллелизм на уровне Шины
3.5.5.2 Параллелизм на уровне ВФУ
3.6 Основные типы ВФУ
3.6.1 Список основных типов ВФУ
3.6.2 Шина (диспетчер ВФУ)
3.6.3 Автомат
3.6.4 Диспетчер капсул
3.6.3 Поиск
3.6.4 Список
3.6.5 Устройство ввода-вывода
3.6.6 Устройство визуализации ОА-дерева
3.6.7 Маршрутизатор
3.6.8 ТСР-шлюз
3.7 Приемы ОА-программирования
3.7.1 Цикл
3.7.2 Рекурсия
3.7.2.1 Копирование капсулы с миллипрограммой
3.7.2.2 Применение регистровых файлов
3.7.2.3 Копирование контекста ВФУ Автомат
3.7.3 ФУ Список

Рис. 14 - Бурцееский dataflow-компьютер на основе фон неймановских
процессоров
Реализация сложной операции со многими входными параметрами сложнее: т.к. операнды для выполнения такой операции поступают в виде токенов уже во время ВП, то в поле ключа токена необходимо указывать номер процессора, на котором запущено выполнение данной сложной операции и адрес начала подпрограммы в ОП процессора. Сформированный таким образом токен запроса поступает в АП для поиска другого операнда.
1.1.1.8.3 RISC поток данных
Подобные системы исполняют традиционный программный код, написанный в фон неймановском стиле, в режиме dataflow.