Реконфигурируемая вычислительная модульная система

Цель исследования. Реконфигурируемая вычислительная система имеет вычислительные комплексы и специализированные ЭВМ, которые используются при решении задач векторной и матричной алгебры, распознавания образов. Различают матричные и ассоциативные системы, нейронные сети. Матричные вычислительные системы состоят из множества процессорных элементов, соединенных через коммутационное устройство с многомодульной памятью. Они предназначены для решения задач над векторами, матрицами и массивами данных. Ассоциативные системы содержат большое число операционных устройств, способных одновременно вести обработку нескольких потоков данных. Нейронные сети и нейрокомпьютеры имеют высокую производительность при решении задач экспертных систем, распознавания образов за счет параллельной обработки нейросети.

Методы. Построен информационный граф вычислительного процесса модульной системы с перестраиваемой структурой. Разработаны структурные и функциональные схемы, алгоритмы, реализующие построение специализированных модулей для выполнения арифметических и логических операций, поисковых операций и функций замены вхождений в обрабатываемых словах. Разработано программное обеспечение моделирования работы арифметико-символьного процессора, специализированных вычислительных модулей, систем коммутаций.

Результаты. Разработана структурная схема реконфигурируемой вычислительной модульной системы, которая состоит из совместимых функциональных модулей, она способна к статической и динамической реконфигурации, имеет параллельную структуру соединения процессора и вычислительных модулей за счет использования интерфейсных каналов. Система состоит из арифметико-символьного процессора, специализированных вычислительных модулей и систем коммутаций, выполняет специфические задачи символьной обработки информации, арифметические и логические операции.

Заключение. Системы с перестраиваемой структурой представляют собой высокопроизводительные и высоконадежные вычислительные системы, которые состоят из объединенных процессоров в многомашинные и многопроцессорные комплексы. Перестраиваемость структуры обеспечивает высокую производительность системы за счет ее адаптации к вычислительным процессам и составу обрабатываемых задач.

1. Хорошевский В.Г. Архитектура вычислительных систем. М., 2008. 520 с.

2. Гузик В.Ф., Каляев И.А., Левин И.И. Реконфигурируемые вычислительные системы. Таганрог.: Южный федеральный университет, 2016. 472 с.

3. Пат. 2453910 Рос. Федерация Вычислительная открытая развиваемая асинхронная модульная система ВОРАМС / Шевелев С.С.; № 2009113184/08 заявл. 08.04.2009; опубл. 20.06.2012, Бюл. № 17. 81 с.

4. Хокни Р., Джессхоуп К. Параллельные ЭВМ. Архитектура, программирование и алгоритмы. М.: Радио и связь, 1986. 392 с.

5. Шевелев С.С. Вычислительная открытая развиваемая асинхронная модульная система // Проблемы информационной безопасности. Компьютерные системы СанктПетербургского государственного политехнического университета. 2013. № 4. С. 86-92.

6. Шевелев С.С. Устройство параллельного поиска и замены вхождений в обрабатываемых словах // Известия Юго-Западного государственного университета. 2012. №4 (43). С. 32-36.

7. Пат. 2223538 Рос. Федерация Устройство сортировки слов. Шевелев С.С; № 2002109134/09/ заявл. 08.04.2002; опубл. 10.02.2004, Бюл. № 4.

8. Шевелев С.С., Лопин В.Н. Система взаимораспределения ресурсов // Известия Курского государственного технического университета. 2008. №1 (22). С. 74– 78.

9. Пат. 2453900 Рос. Федерация. Параллельный сумматор-вычитатель в троичной системе счисления на нейронах. Шевелев С.С. № 2010108106/08/; заявл. 04.03.2010; опубл. 20.06.2012, Бюл. № 17.

10. Пат. 2382396 Рос. Федерация. Устройство сортировки информации методом преобразования данных в адрес. Шевелев С.С., Кобелев В.Н., Шевелева Е. С., Солодовников Ф.М. № 2008112463/09/; заявл. 31.03.2008; опубл. 20.02.2010, Бюл. № 5.

11. Каляев И.А., Левин И.И., Семерников Е.А. Реконфигурируемые мультиконвейерные вычислительные структуры. Ростов н/Д.: Изд-во ЮНЦ РАН, 2008. 320 с.