Високопродуктивні спеціалізовані обчислювальні структури для обробки даних - Автореферат

Водночас з розширенням меж застосування обчислювальних систем підвищуються вимоги до їх швидкодії та надійності у складі систем критичного застосування, особливо в обчислювальних структурах (ОС) обробки навігаційної інформації. Засоби підвищення продуктивності ОС, такі як використання кеш памяті, перехід до розподілених обчислень, використання зовнішньої памяті великої розмірності та інші, призводять до появи в системі великої частини затримок, можливих непрогнозованих відмов, виправлення яких вносить затримку в обчислювальний процес і навіть простій в роботі самих систем. Це, природно, вимагає відповідного підвищення ефективності функціонування спеціалізованих ОС, які використовуються для розрахунків завдань великої розмірності, обчислень кінцевих різниць, обчислень тригонометричних функцій, матричної арифметики, швидкого перетворення Фурє, системи диференціальних рівнянь, обробки сигналів і зображень, лінійного програмування, рішення завдань математичної фізики й ін. Дисертаційна робота виконувалась у рамках науково-дослідної роботи Національного авіаційного університету (НАУ) за темою № 139-ДБ04 “Дослідження принципів побудови паралельних обчислювальних структур для розвязання задач великої розмірності” (номер державної реєстрації № 0100U003953), у рамках науково-дослідної роботи НАУ за темою №312-Х06 “Післягарантійне обслуговування програмного забезпечення автоматизованої системи аеронавігаційного обслуговування ППЗ АС АНО та розробка експлуатаційної документації на АС АНО. Отримані результати дисертаційної роботи впроваджені на підприємстві ДП “Орізон - Навігація” для розробки бортового авіаційного обладнання супутникової навігації при виконанні науково-дослідної роботи “Високопродуктивні спеціалізовані обчислювальні структури для обробки даних”, а також у навчальному процесі на кафедрі компютерних систем та мереж Інституту компютерних технологій НАУ, що підтверджено відповідними актами впровадження.У першому розділі проаналізовано особливості ОС, які входять до складу систем критичного застосування, особливості підвищення продуктивності обчислювальних систем, ефективність використання сучасних систем масового паралелізму та їх продуктивності. розробити структури для обробки та обчислень із високою точністю; Запропоновано ОС спеціалізованих блоків для обчислення відстані між повітряними судами (ПС) з урахуванням параметрів польоту (структура пристрою обчислення відстані між літаками зареєстровано в Укрпатенті 01.06.2007, висновок про видачу патенту на корисну модель № 200706107), приведено алгоритми та структури обчислення моделі руху ПС на трасі та в зоні посадки (структуру пристрою обчислення сум парних добутків зареєстровано в Укрпатенті 12.06.2007, висновок про видачу патенту на корисну модель № 200706585). У третьому розділі досліджено можливість практичного рішення проблеми автоматичного контролю в обладнанні та встановлено, що одним з найбільш ефективних способів підвищення достовірності результатів обчислень [4, 5] є представлення чисел кодами “M із N”, де N - кількість позицій в кодовій комбінації, що представляють цифру; М - кількість “одиниць” в цій комбінації. завдання керування, індикації, введення, зберігання в роботи з базами даних, планування польотів, всі допоміжні обчислення та видача інформації в СЕІ виконуються (БПУІ).

Основний зміст роботи

1. Жуков І. А., Гуменюк В.О., Синельніков О.О. Новий підхід до представлення двійкової інформації у високопродуктивних паралельних обчислювальних системах // Проблеми інформатизації та управління: Зб. наук. праць. - К.: НАУ, 2005. ? Вип. 12. - С. 6-11.

2. Синельніков О.О. Mathlab та його застосування для підвищення ефективності високопродуктивних обчислень // Проблеми інформатизації та управління: Зб. наук. праць. - К.: НАУ, 2005. - Вип. 3(14). - С. 129-132.

3. Жуков І.А., Синельніков О.О. Особливості використання двійкової інформації у паралельних обчислювальних системах для реалізації схем контролю // Вісник НТУ “ХПІ” Системний аналіз, управління та інформаційні технології: Зб. наук. праць. - Харків: НТУ “ХПІ”, 2005. - Вип. 55. - С. 31-36.

4. Синельніков О.О., Пащенко Н.В., Ло Цзянь Ер. Організація надійного зберігання і контролю передачі данних в компютерних системах // Проблеми інформатизації та управління: Зб. наук. праць. - К.: НАУ, 2006. - Вип. 3(18). - С. 125-128.

5. Гуменюк В.О., Пащенко Н.В., Синельніков О.О. Використання парафазного коду для підвищення надійності зберігання і передачі даних в компютерних системах // Вісник Хмельницького національного університету: Зб. наук. праць. - Х.: ХНУ, 2007. - Вип. 3. - С. 100-103.

6. Zhukov I.A., Sinelnikov A.A., Antipov A.A. Structure of high efficiency the specialized calculator for modeling problems of navigation // Проблеми інформатизації та управління: Зб. наук. праць. - К.: НАУ, 2007. - Вип. 1(19). - С. 173-176.

7. Жуков І.А., Синельніков О.О. Обчислювальна структура програмного комутатору в компютерних системах та мережах // Інформаційні технології та компютерна інженерія: Зб. наук. праць. - Вінниця.: ВНТУ, 2007. - Вип. 2(9). - С. 152-155.

8. Жуков І.А., Синельніков О.О., Антіпов А.О. Метод та обчислювальні структури для забезпечення надійної авіаційної навігації // Проблеми інформатизації та управління: Зб. наук. праць. - К.: НАУ, 2007. - Вип. 2(20). - С. 72-78.

9. Пат. 25491 Україна, МКИ G 06 F 7/49 Пристрій для множення елементів скінчених полів GF(2n) Жуков І.А., Кубицький В.І., Синельніков О.О. Україна - № u200703644; Заявл. 02.04.07; Опубл. 10.08.07; Бюл. 12 - 4 с.

10. Пат. 25555, Україна, МКИ H 03 K 17/04 Програмуючий комутатор Жуков І.А., Аль Шибані Салім, Синельніков О.О., Пащенко Н.В. Україна - № u200704060; Заявл. 12.04.07; Опубл. 10.08.07; Бюл. № 12 - 4 с.

11. Гуменюк В.А., Синельников А.А. Формирование парафазного кода и возможность его применения в параллельных вычислительных системах // ПОЛІТ-2005: Матеріали V міжнародної наукової конференції студентів та молодих учених. Київ, 12-13 квітня 2005 р. - Київ; 2005. - С. 55.

12. Жуков І.А., Гуменюк В.О., Синельніков О.О. Застосування неподільних кодів у високопродуктивних паралельних обчислювальних системах // АВТОМАТИКА-2005: Матеріали 12-й міжнародної конференції з автоматичного управління. Харків, 30 травня - 3 червня 2005 р. - Харків; 2005. - Т. 3. - С. 16.

13. Синельников А.А. Формирование парафазного кода и возможность его применения в параллельных вычислительных системах // ПОЛІТ-2006: Матеріали VI міжнародної наукової конференції студентів та молодих учених. Київ, 11-12 квітня 2006 р. - Київ; 2006. - С. 116.

14. Синельніков О.О., Гуменюк В.О. Формування парафазного коду та можливість його застосування в паралельних обчислювальних системах // Інтелектуальний потенціал молоді в науці та практиці - 2006: Матеріали Всеукраїнської наукової конференції студентів, аспірантів та молодих вчених. Хмельницький, 23 травня 2006 р. - Хмельницький; 2006. - Ч. 2. - С. 86-87.

15. Синельников А.А., Пащенко Н.В. Применение неразделимых кодов для повышения уровня достоверности результатов вычислений в сетях и системах // АВІА-2006: Матеріали VII міжнародної науково-технічної конференції. Київ, 25-27 вересня 2006 р. - Київ; 2006. - Т. 1. - С. 13.61-13.64.

16. Пащенко Н.В., Синельніков О.О. Обчислювальна структура для прискорення мультиплікативних операцій на основі парафазного коду // ПОЛІТ-2007: Матеріали VII міжнародної наукової конференції студентів та молодих учених. Київ, 12-13 квітня 2007 р. - Київ; 2007. - С. 64.

17. Paschenko N.V., Synelnikov O.O. New approach of fpga based checker for m-out-of-n codes // АВІА-2007: Матеріали VIII міжнародної науково-технічної конференції. Київ, 25-27 квітня 2007 р. - Київ; 2007. - Т. 1. - С. 13.45-13.48.

18. Гуменюк В.А., Синельников А.А., Пащенко Н.В., Ло Цзянь Єр. Повышение производительности параллельных вычислительных систем на основе представления данных неразделимыми кодами // СІЕТ - 2007: Современные информационные и электронные технологии: труды восьмой международной научно-практической конференции. Одесса, 21-25 мая 2007 г. - Одесса; 2007. - С. 158.