Аппаратно-программные средства работы с динамически формируемым контекстом вычислений в системе с автоматическим распределением ресурсов

• Автор: Левченко, Николай Николаевич
• Шифр специальности: 05.13.15
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 182 с. : ил.

Содержание
Введение
Глава 1. Анализ вычислительных моделей управляемых потоком данных и их аппаратных реализаций

1.1. Статическая модель потока данных

1.1.1. I i i

1.2. Динамическая модель потока данных

1.2.1. Манчестерская потоковая машина

1.2.2. Проект I i

1.2.3. I1

1.3. Модель вычислений потока данных с явным хранением токенов

1.3.1. Проект

1.4. Гнбридная модель вычислений потока данных
1.4.1. архитектура
1.4.1.1. Проект i2
1.4.1.2. Проекты ЕМ4 и ЕМХ
1.4.2. Крупнозернистая архитектура потока данных i
1.4.2.1. Проект
Выводы по первой главе
Глава 2. Исследование функционирования модели вычислений в вычислительной системе с автоматическим распределением ресурсов
2.1. Модель вычислений, управляемая потоком данных с произвольно изменяемым контекстом
2.2. Исследование организации и принципов функционирования предлагаемой вычислительной системы с автоматическим распределением ресурсов
2.2.1. Особенности, накладываемые аппаратной реализацией потоковой модели вычислений с произвольно изменяемым контекстом
2.2.2. Ассоциативная память
2.2.3. Исполнительное устройство
2.2.4. Коммутатор токенов
2.2.5. Коммутатор пар
2.3. Программная поддержка модели вычислений
2.4. Организация вычислений в вычислительной системе с автоматическим распределением ресурсов
2.4.1. Маскирование полей ключа токена
2.4.2. Реализация групповых операций над узлами
2.4.3. Преимущества использования произвольно изменяемого контекста при
реализации циклов и массивов на ВСЛРР
2.5. Методика использования особенностей ВСАРР при программировании
2.5.1. Пузырьковая сортировка
Выводы по второй главе
Глава 3. Разработка алгоритмов функционирования аппаратнопрограммных средств работы с динамически формируемым контекстом вычислений
3.1. Блок специальных операций аппаратной поддержки работы с динамически формируемым контекстом
3.1.1. Алгоритм функционирования блока специальных операций
3.2. Программная поддержка работы с произвольно изменяемым контекстом
3.3. Алгоритм функционирования токенов, обеспечивающих аппаратную поддержку выполнения условных конструкций
3.4. Алгоритм функционирования многовходовых узлов
Выводы по третье главе
Глава 4. Создание макета исполнительного устройства системы с автоматическим распределением ресурсов. Практическая реализация программной поддержки работы с произвольно изменяемым контекстом. Создание параллельной программы для ВСАРР
4.1. Обоснование выбора ПЛИС в качестве элементной базы макета
4.2. Макет вычислительной системы с автоматическим распределением ресурсов
4.3. Разработка макета ВСАРР
4.3.1. Краткая характеристика языков проектирования электронных средств
4.4. Разработка блока специальных операций исполнительного устройства
4.5. Программная поддержка работы с произвольно изменяемым контекстом транслятор с машинноориентированного параллельного языка вычислительной 1 системы с автоматическим распределением ресурсов
4.6. Программа Синтез топологии сети
Выводы по четвертой главе
Заключение
Литература


Однако, для определенных операций, может выполниться операция, даже когда некоторые входные операнды отсутствуют в частности, это применимо при условных операциях, когда вычислено значение перехода, ветвь графа, которая не удовлетворяет условию, блокируется. В основе модели лежит статический граф потока данных, который удовлетворяет следующему принципу на каждой дуге между любыми двумя узлами, может находиться только один токен. Узлы графа соответствуют основным операциям. Подобные графы, в которых узлы представляют операции низкого уровня, называются мелкоструктурированными мелкозернистыми ii потоковыми графами. Структура данного характеризуется только адресом номером узла, при этом выполнение в параллель нескольких итераций цикла, или вызовов подпрограмм невозможно. На уровне машины граф потока данных представлен как набор шаблонов, каждый из которых содержит код операции, поля операндов, содержащие значения данных, и поля адреса назначения результата. Узел активируется, как только все необходимые токены появляются на его входных дугах, и нет токенов ни на одной из его выходных дуг. Чтобы реализовать данное ограничение, вводится квитирование, т. Технологический Институт, США, Франция, I ii Япония, I ii x I, США, 1 iv i США, i США. Остановимся подробнее на реализации статической модели потока данных, которая была выполнена в Массачусетском Технологическом Институте США в рамках проекте I i i. Первая архитектура, основанная на статической модели потока данных, была предложена Д. Деннисом . I i i. Данная архитектура и легла в основу первого процессора потока данных, разработанного в Массачусетском технологическом институтс8, его структура представлена на рис. Рис. К значению результата присоединяется адрес назначения, который определяет, куда необходимо послать результат. В качестве адреса назначения может выступать либо устройство обновления данного процессорного элемента, либо другой процессорный элемент, подсоединенный к данному посредством коммуникационной сети 8, 9, . Связь между подсистемами осуществляется асинхронной передачей пакетов. Каждый шаблон содержит одну команду, представляющую узел потокового графа выполняемой программы, и состоит из трех регистров. Первый регистр содержит код операции команды и адреса входов адреса регистров входных данных нижестоящих в дереве графа команд, по которым должен быть послан результат выполнения команды. Число сигналов подтверждения. Это правило выполняется при помощи сигналов обратной связи. Содержимое первого регистра не меняется на протяжении выполнения всей программы. Второй и третий регистры предназначены для хранения входных данных, направленных к команде. Содержимое данных регистров может изменяться, т. Команда считается готовой к выполнению, если она имеет данные на всех входных портах установлен флаг данных и получила требуемое количество сигналов подтверждения. Принцип работы процессора потока данных следующий устройство обновления принимает новые токены и связывает их с соответствующим шаблоном в памяти действий, которая хранит шаблоны действий. Эти шаблоны имеют незаполненные поля операндов и ожидают поступления значений данных операндов. Когда в какомлибо шаблоне заполняются все необходимые поля операндов, в очередь команд передается адрес шаблона, который теперь готов для выполнения операции над операндами. Устройство выборки, используя данную информацию, извлекает операнды и передаст их на соответствующее устройство обработки, для выполнения операции. К значению результата присоединяется адрес назначения в его качестве может выступать устройство обновления текущего процессорного элемента, либо другой процессорный элемент, подсоединенный к текущему посредством коммуникационной сети , который определяет, куда необходимо послать результат. При этом гарантируется при помощи сигналов обратной связи, что регистр, куда записывается пакет данных с результатом выполнения команды, всегда будет свободен. Опытный образец состоял из восьми процессорных элементов эмулируемых микропроцессорами и равноудаленной сети коммутации пакетов . Тулузе Франция. Это был первый комплексный проект разработки языка и машины. I разрабатывался с целью исследовать потенциал принципа потока данных как основы для высокопроизводительных компьютеров .