Разработка адаптивно-логических методов синтеза магистральных вычислительных структур

• Автор: Шпрингер, Йоахим
• Шифр специальности: 05.13.13
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 265 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА I. МАГИСТРАЛЬНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СТРУКТУРЫ И

ПОДХОД К ИХ СИНТЕЗУ.

1.1. Предпосылки создания магистральномодульных систем обработки и передачи информации .

1.2. Определение класса конвейерных ВС на

уровне процессоров .

1.3. Магистральные вычислительные структуры

с потактной коммутацией .

1.4. Особенности синтеза магистральных вычислительных структур МВС .

1.5. Метод активной адаптации возможный

подход к поиску допустимых МВС .
1.5Л. Обобщенное правило структурного синтеза
ОПСС
1.5.2. Принципы формирования ОПСС
1.5.3. Возможные пути усовершенствования
метода
ВЫВОДЫ
ГЛАВА П. РАЗВИТИЕ МЕТОДА АКТИВНОЙ АДАПТАЦИИ ПРИМЕНИТЕЛЬНО К СИНТЕЗУ ВС МАГИСТРАЛЬНОГО ТИПА.
2.1. Общая схема адаптации обобщенного правила структурного синтеза
Стр.
2.2. Поиск начального приближения ОПСС
2.3. Расширение области действия аппарата коррекции ОПСС .
2.4. Метод выделения нелинейных компонент
2.5. Порождение опорных решений в области уточнения ОПСС . ЮЗ
2.5.1. Критерий ускоренного распознавания
опорных гипотез
2.5.2. Оператор порождения гипотез .
ВЫВОДЫ .
ГЛАВА Ш. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО СИНТЕЗА МВС .
3.1. Особенности автоматизированного синтеза
3.2. Архитектура СПОР3
3.3. Основные характеристики и режимы работы
СПОР3
3.4. Экспериментальное исследование СПОР
при решении тестовых задач
3.5. Подсистема автоматизации начального синтеза МВС
ВЫВОДЫ
ГЛАВА У.ВЫБОР МАГИСТРАЛЬНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СТРУКТУР
С ПРИМЕНЕНИЕМ РАЗРАБОТАННЫХ МЕТОДОВ
4.1. Определение допустимых структур конвейерной ВС системы обработки данных .
Стр.
4.1 Л. Задача выбора конвейерных структур на
уровне специализированных процессоров
4.1.2. Исходная система структурных параметров
4.1.3. Формирование обобщенного правила структурного синтеза .
4.2. Поиск допустимых магистральных вычислительных структур с потактной коммутацией
4.2.1. Формирование матричной модели синтеза
4.2.2. Построение обобщенного правила синтеза
МВС ..
4.2.3. Выбор МВС на основе анализа ОПСС .
ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА


Проблемы обмена ФБ между собой и с памятью при решении достаточно, широкого класса задач оказывают все более решающее воздействие на эффективность работы ВС в целом. Примерами реализации систем с общей шиной являются: - ЭВМ STRETCH . PLURIdUS в узлах сети ARPANET// . BS-/ /кг/. При использовании магистрального принципа обмена для бортовых ЭВМ достигается высокая эффективность. По оценкам/ 9^ / с помощью общей шины данных в вычислительно-управленческой системе современного самолета можно уменьшить общую массу проводов на %. Возрастает интерес к волоконно-оптическим линиям связи(ВОЛС) и к элементам интегральной оптики в связи с получением первых обнадеживающих результатов их применения в вычислительной технике (ВТ) /,,3 /. Разработками подчеркивается перспективность использованияВОЛС для организации систем магистральных связей,что может по оценкам / / оказывать существенное влияние на проектирование вычислительных систем будущего. В настоящее время наблюдается процесс усложнения внутренней структуры ЭВМ и управляющих и диспетчерских систем загрузки параллельных ВС. Путь к совершенствованию ВТ связан,прежде всего, с поиском новых нетрадиционных схем организации и планирования эффективных вычислений,новых способов упорядочения и стандартизации структур и других средств унификации ВП. На этой основе проводятся исследования и реализация таких перспективных направлений,как организация магистральных вычислительных структур,отличающихся глубокой взаимосвязью регуляризации и совмещения разных ВП на общей аппаратуре ВС. Расширяется область внедрения таких структур. На начальном этапе синтеза структур ВТ,реализующих способ магистральной организации вычислений,возникает ряд трудностей. Наличие подходящего формального аппарата поиска рациональных структур должно оказать существенное влияние на эффективность определения приемлемых решений. ЗС. Идеи конвейерной организации вычислений основное свое практическое применение получили пока на уровне выполнения микроопераций / /0,/? В мультипроцессорных системах пока в большинстве случаев параллельные вычисления основаны на предварительном распараллеливании и/или параллельном программировании алгоритмов из заданного набора задач. Выполнение параллельных ветвей алгоритмов организуется, как правило, на множестве однородных процессорных модулей / /} /Ю, /" /. ВТ подтверждает перспективность разделения во времени и в простран стве операционных ресурсов между одновременно обрабатываемыми в системе задачами. Это путь к регуляризации параллельных ВП. Сочетание этого принципа обработки с формами естественного параллелизма и дополнительная организация микроконвейера вычислений на уровне операции,как предпологавт/ , /2,, Ш /, дает высокий эффект при разработке высокопроизводительных вычислительных структур. В простейшем случае,как иллюстрировано на рис. Са результат обработки данных с7ил оператором 0* . Работа операторов инициируется программными фазам ф/? Фд1 решаемых задач,где [-1,2,. Ф(<і,, Ф^. Ф ^. Р = ,. РА/ ) . Критерием разбиения ф(<*на фазы,кроме аппаратной и алгоритмической специализации процессоров,служит функциональная закончен-кость теаз фс, ( и минимизация их взаимной связанности. Это позволяет снизить затраты на обмен информацией в конвейере. Важной характеристикой конвейерных ВС (КВС) является глубина перекрытия во времени ВП. У1,С~{,? Ф5 -вывод. Отметим, что в общем случае программы могут иметь более сложную внутреннюю структуру (например см. Е) . Полный цикл обработки задачи составит ГЛ— /. Фа . Пренебрегается ряд факторов, влияющих на величины ; и принимается, чтоУ? Упос ~ */Ьп . Потактное действие выстроенного в идеализированную линию конвейера иллюстрируется на рис. Номинальное быстродействие при подобной организации составляет Ц<он " У^г и справедливо: 'Ьу— лЬ , Предельный выигрыш В кон по быстродействию с глубиной перекрытия Д оценивается соотношением УКСн ( : ^ В,он ^ А . В практике выигрыш всегда меньше, чем В. В отличие от выше показанного примера, асинхронный конвейер предусматривает введение переменной длительности такта и установление очередей к процессорам. Рис. Рис. Информационный граф. Сг> . V і! ЗЬ^ бї? Рис.