Підходи до обробки інформації в обчислювальному середовищі, що забезпечує розв"язання як паралельних, так і послідовних задач з рівнями реальної продуктивності. Арифметико-алгоритмічні основи запропонованої обробки і логічний базис операційних структур.
Аннотация к работе
Інститут кібернетики імені В.М.Глушкова Робота виконана в Інституті кібернетики імені В.М.Глушкова НАН України. Захист відбудеться "27 "05 199 9 р. о 14 годині на засіданні спеціалізованої вченої ради Д 26.194.03 при Інституті кібернетики імені В.М.Глушкова НАН України за адресою: 252022 Київ 22, проспект Академіка Глушкова ,40 З дисертацією можна ознайомитись у науково-технічному архіві Інституту.Обчислювальна техніка на сучасному етапі розвитку має деякі характеристики пятого покоління, серед яких слід назвати наявність інтелектуального інтерфейсу з користувачем та забезпечення широкого доступу до ресурсів, високі рівні продуктивності яких досягаються за рахунок кращих архітектурних рішень. Таким чином, існує важлива науково-технічна проблема створення теорії, алгоритмів та структур, що застосовуються при розробці архітектур засобів обчислювальної техніки, адаптованих до структур алгоритмів та структур даних, що забезпечує розвязання задач з високим рівнем реальної продуктивності. Мета досліджень полягає в розробці теорії, алгоритмів та структур, що є підставою для розробки адаптованих до структур алгоритмів та структур даних архітектур обчислювальних засобів з рівнем реальної продуктивності, близького до рівня номінального показника, що досягається за рахунок використання нетрадиційної обробки. У відповідності з зазначеною метою та враховуючи сучасні вимоги до високопродуктивних засобів обчислювальної техніки в роботі розвязані такі основні задачі: аналіз концептуальних напрямків обробки даних у ЕОМ, використання яких дозволяє досягнути нових, більших рівнів реальної продуктивності з метою визначення тенденцій їх розвитку; на підставі запропонованого підходу розробити нові теоретичні основи обробки в засобах обчислювальної техніки; такий апарат має забезпечити розвязання проблем, що перешкоджають високопродуктивній обробці, визначення необхідних та достатніх факторів використання запропонованого підходу, створення відповідних обчислювальних структур та реалізацію обчислювального процесу в них;Кожний ОЕ можна характеризувати пропускною здібністю за кількістю та типом команд, що виконуються за одиницю часу, та пропускною здібністю за даними, котра може бути визначена як така характеристика: структурна одиниця обробки (СОО) - структура та кількість операндів, що перетворюються ОЕ в одному операційному циклі. БІТ ® БАЙТ ® СЛОВО ® ДВА ОПЕРАНДИ ® КОМПЛЕКСНЕ ЧИСЛО, КВАТЕРНІОН, ВЕКТОР, ДАНІ ЦИКЛІВ, МАТРИЦЯ, МАСИВ, то наступними структурними одиницями обробки можуть бути ДАНІ ГІЛОК ® ДАНІ УЧАСТКІВ ПРОГРАМ ® ДАНІ ВСІЄЇ ПРОГРАМИ. Багатооперандна обробка - структурно-організаційний підхід, що застосовується при розробці засобів обчислювальної техніки та організації обчислювального процесу, який полягає в уявленні перетворення даних у результат як неподільної, без розподілення на фази отримання проміжних результатів, процедури, що реалізується як збільшено обєднана функція обробки в операційних вузлах, які перетворюють потік даних з багатьох операндів при відповідному керуванні. Алгоритм або його частина можуть бути представлені та реалізовані у вигляді деякого макрооператора при виконанні наступних умов: між операторними вершинами є залежність за даними; операції в ланцюгу обчислень є однотипово-сполученими; обєднання в макрооператор не залежить від використання даних у інших гілках алгоритму. Якщо один БООЕ виконує обробку СЕО типу OR обсягом m?n, то при цьому реалізується m?n-1 операція, наприклад, додавання, і еквівалентна продуктивність багатооперандного операційного елемента при тривалості операційного циклу ТМНОЕ = 1мк і m,n = 32 перевищує 109 операцій/с (РМНОЕ = 1,023?109 операцій/с).У дисертаційній роботі здійснені науковообгрунтовані розробки в галузі теорії обчислювальних структур на підставі багатооперандної обробки, які забезпечують розвязання важливої прикладної проблеми - поліпшення технічних характеристик високопродуктивної обчислювальної техніки, в тому числі реальної продуктивності. Рішення отримано у вигляді теоретичних основ багатооперандної обробки, способів організації обчислювальних структур, обчислювальних алгоритмів, операційних структур. На підставі гіпотези про застосування недвомісної операційної основи в обчислювальних структурах запропоновано і розроблено концептуальний підхід - багатооперандна обробка, що полягає в уявленні перетворення даних у результат як неподільної, без розподілення на фази отримання проміжних результатів, процедури, що реалізується як збільшено-обєднана функція обробки в операційному середовищі, що перетворюють потік даних з багатьох операндів при відповідному керуванні. Визначено, що при багатооперандній обробці структурно-комутаційні характеристики мають ознаку односпрямованості - перевага при обміні даними таких, які є початковими і для яких апріорі напрям комутації є відомим.