Методы проектирования подсистемы обработки проблемно-ориентированных систем потока данных

• Автор: Власов, Владимир Викторович
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 321 c. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ.

I. ИСПОЛЬЗОВАНИЕ АСИНХРОННЫХ ПАРАЛЛЕЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ

В ПРОБЛЕШООРИЕНТИРОВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМАХ .

1.1. Модели асинхронных параллельных вычислений

1.2. Базовая структура проблемноориентированных

систем потока данных .

1.3. Алгебраические методы исследования моделей асинхронных параллельных вычислений

1.4. Постановка задач исследования .

ВЫВОДЫ

II. АЛГЕБРЫ СХЕМ ПОТОКА ДАННЫХ

2.1. Базовая алгебра обобщенных схем потока данных .
2.2. Алгоритм построения регулярной формулы СПД
в базовой алгебре .
2.3. Акторная алгебра невзвешенных схем потока данных .
2.4. Склейковая алгебра невзвешенных схем
потока данных .
2.5. Алгебра взвешенных схем потока.данных
ВЫВОЛН. . .
III. ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ СХЕМ ПОТОКА ДАННЫХ . .
3.1. Тождественные преобразования формул
схем потока данных
3.2. Гомоморфные отображения формул и формул
схем потока данных . .
3.3. Эквивалентные преобразования схем потока данных . .
ВЫВОД
Стр.
1У. МЕТОДИКА ПРОЕКТИРОВАНИЯ. ПРОЕПЕШООРИЕНТИРОВАННЫХ
СИСТЕМ ПОТОКА ДАННЫХ .
4.1. Этапы проектирования подсистемы обработки проблемноориентированных систем потока данных . .
4.2. Этапы проектирования подсистемы управления проблемноориентированных систем потока данных . .
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Расширенная модель СПД - данно-зависимые программы ( dala dependency piogtams'), - допускающая наличие FIFO- очередей данных на дугах, соединяющих акторы, была рассмотрена Дж. М.Джеффом с целью исследования возможности использования СПД в трубопроводном режиме при выполнении итерационных вычислений /-/. Джефф исследовал зависимость пропускной способности СПД в зависимости от структуры схемы. В данной диссертационной работе рассмотрены только СПД с хорошим поведением* Прикладные результаты, полученные в перечисленных выше работах, могут быть использованы для проверки правильности СПД алгоритмов, для которых проектируется потоковая проблемно-ориентированная система, а также для трансляции алгоритмов задачи в схему потока данных. В заключение можно сделать вывод, что среди моделей асинхронных параллельных вычислений привлекательным для создания высокопроизводительных проблемно-ориентированных систем потока данных являются потоковые схемы параллельных программ, среди которых наиболее изучены свойства схем потока данных. Последние выбраны в качестве основы для исследования методов проектирования потоковых проблемно-ориентированных систем. В данном параграфе описывается базовая структура проблемно-ориентированных систем потока данных (ДОС ПД). Одновременно с разработкой моделей параллельных потоковых вычислений и проектов потоковых языков высокого уровня, проводились исследования в области создания структур потоковых вычислительных машин. Был предложен ряд моделей структур потоковых систем /, , , , , 0/, а также экспериментальных проектов практических систем /, -, , , -, , /. Рассматривались также вопросы, связанные с оценкой производительности предлагаемых проектов /, , , , /. I, , /. Наиболее обширный обзор литературы, посвященной потоковым вычислениям, а также подробная классификация различных проектов процессоров потока данных приведены в работе //. Принципиальная необходимость создания высокопроизводительных ЭВМ и систем, архитектура и структура которых ориентирована на реализацию потокового принципа параллельных вычислений //, обусловлена тем, что "последовательная природа программирования для последовательных машин явилась барьером для предложения адекватного и конструктивного подхода к решению проблемы повышения производительности с помощью распараллеливания" /, с. Однако к настоящему времени в литературе отсутствуют рекомендации по методам проектирования потоковых ЭВМ и систем, которые могут быть положены в основу автоматизированного проектирования проблемно-ориентированных систем потока данных. В качестве базовой структуры ПОС ПД в данной работе выбрана базовая структура (Заясс твсЗапсзт //) компьютера потока данных Дж. Б.Денниса, как наиболее адекватная принципу функционирования СПД, которые предложены Деннисом в качестве внутреннего языка потокового компьютера //. Базовую структуру ПОС ПД, подобную структуре компьютера потока данных /, /, можно представить как совокупность элементов памяти (ЭП); схемы проверки признаков готовности команд, соответствующих акторам СПД (СП); схемы назначения готовых команд на элементы обработки (СН); схемы распространения результатов (СР) и элементов обработки (ЭО), в качестве которых используются микропроцессоры (рис. Рис. Как только команда, содержащаяся в ЭП, получит из СР все необходимые операнды, что определяется схемой СП, то есть станет готовой, содержимое ЭП в виде операционного пакета, включающего, в общем случае, код операции, соответствующий функции актора, операнды и адреса мест назначения результатов, то есть командпреемников (или акторов-преемников, присоединенных к конечной склейке актора, соответствующего данной команде); подается в СП, которая осуществляет назначение готовой команды на ЭО определенного типа. Результат выполнения команды в виде пакета результата, включающего, в общем случае, результат и адреса мест назначения, через СР распределяется по ЭП, содержащим команды-преемники. СР (выходной буфер ЭО). ЭО, каждый из которых выполняет функции и состоит из компонент, перечисленных выше.