Теоретические основы и разработка устройств быстрых продукционных вычислений для систем обработки символьной информации

• Автор: Довгаль, Виктор Митрофанович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 421 с. : ил. + Прил. (132 с.: ил. )

ВВЕДЕНИЕ
СОДЕРЖАНИЕ

Глава 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ СРЕДСТВ ОБРАБОТКИ СИМВОЛЬНОЙ ИНФОРМАЦИИ И СУЩНОСТЬ ПРЕДЛАГАЕМОГО ПОДХОДА
1.1. Общие сведения. Краткая история
1.2. Анализ классов и особенностей задач ОСИ
1.3. Сопоставительный анализ лингвистических
средств ОСИ, имеющих средства аппаратной поддержки
1.3.1. Парадигмы программирования в области ОСИ
1.3.2. Язык Лисп
1.3.3. Язык Пролог
1.3.4. Язык Рефал
1.3.5. Язык Smalltalk
1.3.6 Язык 0PS
1.4. Аппаратные средства ОСИ
1.4.1. Основные направления развития технических средств ОСИ
1.4.2. Особенности существующих технических
средств ОСИ
1.4.2.1. Высокопроизводительные универсальные ЭВМ
1.4.2.2. Универсальные процессоры с дополнительным набором команд ОСИ
1.4.2.3. Специализированные процессоры ОСИ в составе универсальных вычислительных систем
1.4. 2. 4. Машины ОСИ
1.5. Сущность предлагаемого подхода к созданию теоретических основ быстрых продукционных вычислений
и устройств систем ОСИ
1.6. Выводы

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА КОНЦЕПТУАЛЬНОГО БАЗИСА И ПОНЯТИЙНОГО
АППАРАТА ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ БЫСТРЫХ ПРОДУКЦИОННЫХ
ВЫЧИСЛЕНИЙ
2.1. Концептуальный базис, требования к перспективным алгоритмическим системам и и постулаты теоретических основ БПВ
2.2. Основные определения: символы и конструктивные объекты
2.3. Основные определения: конструктивные процессы,
эквивалентность, алгоритмизация
2. 4. Алгоритмическая система А. А. Маркова
2.5. Разновидности и обобщения нормальных алгорифмов
2.6. Выводы
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ОПЕРАЦИЙ И МЕТОДОВ АКСЕЛЕРАЦИИ
СИМВОЛЬНЫХ ВЫЧИСЛЕНИЙ ПРИ РАБОТЕ ПРОДУКЦИЙ
3.1. Исследование конструктивных процессов и разработка
итерационного метода быстрых символьных вычислений
3.2. Разработка концептуальной модели абстрактной продукционной машины
3.3. Разработка метода сокращения вычислительной сложности продукций с образцом, содержащим собственный модификатор
3.4. Исследование разнонаправленных конструктивных про-
цессов и унификация форм представления продукций
3.5. Обобщенная методика расстановки знаков итерации,
альтернации и маркеров-указателей в структуре
продукции
3.6. Разработка лингвистических средств теоретических
основ быстрых продукционных вычислений
3.7. Выводы

ГЛАВА 4. РАЗРАБОТКА СРЕДСТВ АКСЕЛЕРАЦИИ РАБОТЫ ПРОДУКЦИОННЫХ АЛГОРИТМИЧЕСКИХ СХЕМ
4.1. Структурное исследование и разработка средств распознавания неприменимости алгоритмических схем
4.2. Исследование симплексных взаимодействий на множестве продукций и разработка трассировочного метода быстрых символьных вычислений
4.3. Разработка метода быстрых продукционных вычислений с использованием коммутативных операций
на множестве продукций
4.4. Структурный анализ процессов блокировки в алгоритмических схемах и методы их устранения
4. 5. Исследование и разработка вставочно-продукционного
метода БВП на парах продукций
4.6. Исследование особенностей процесса применения синтезирующих диаграмм продукций-акселераторов
4.7. Методические основы алгебры над продукциями
4.8. Конвейерные и параллельные продукционные алгоритмические схемы
4.9. Универсальная алгоритмическая продукционная
система
4.10. Выводы
ГЛАВА 5. МЕТОДЫ СИСТЕМНО-СТРУКТУРНОЙ ОРГАНИЗАЦИИ БАЗОВОЙ АРХИТЕКТУРЫ ОСИ, УНИВЕРСАЛЬНЫХ СИМВОЛЬНЫХ ПРОЦЕССОРОВ, МОДУЛЕЙ-АКСЕЛЕРАТОРОВ И РАЗРАБОТКА
УСТРОЙСТВ СИСТЕМ ОСИ
5.1. Методы системно-структурной организации технических средств быстрых символьных вычислений
5.2. Анализ и разработка типологии образцов
и модификаторов продукций

определяются или как число, или литеральный атом, или строка, или список.
Работа Лисп-системы основывается на трех базовых процедурах, выполняемых последовательно: считывание в-выражения, интерпрета-
ция в-выражения, печать э-выражения. Лисп-системы снабжены встроенным в интерпретатор набором базовых функций. Вместе с тем программист имеет возможность вводить необходимые ему функции, используя конструкторы функций языка. По существу, диалекты отличаются наборами базовых функций, которые выполняются с большей скоростью чем функции, определяемые программистом.
Вследствие существования большого многообразия функций и формирования стеков, Лисп-система в результате своей работы оставляет информационный "мусор", который непродуктивно занимает память, что приводит к необходимости выполнять ее очистку (сборка "мусора"). При выполнении больших программных продуктов ситуация переполнения памяти возникает очень часто, поэтому в Лисп-системы встраиваются "сборщики мусора" как программного, так и аппаратного типов. Процесс сборки мусора приводит к существенным потерям времени и к снижению производительности Лисп-систем в целом.
Кардинальное решение проблемы повышения производительности Лисп-систем связано с созданием Лисп-кристаллов, которые предполагается использовать в качестве процессоров-акселераторов для машин массового применения и в качестве субпроцессоров многопроцессорных Лисп-систем, с подключением к ним емких модулей оперативной памяти. Примером процессора-акселератора может служить Лисп-процессор Нитт]Ьоагб-386 и др. Кроме того, мощные Лисп-ЭВМ, в том числе и параллельного принципа действия, могут использоваться в качестве автономных вычислительных систем или терминальных ЭВМ, работающих в вычислительных комплексах или компьютерных сетях совместно с высокоскоростными техническими