Титенко Евгений Анатольевич - кандидат технических наук, доцент, доцент кафедры программной инженерии.
ул. 50 лет Октября, д. 94, Курск 305040
Evgeny A. Titenko - Cand. of Sci. (Engineering), Associate Professor, Associate Professor of the Software Engineering Department, Southwest State University.
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Сизов Александр Семенович - доктор технических наук, профессор, профессор кафедры программной инженерии.
ул. 50 лет Октября, д. 94, Курск 305040
Alexandr S. Sizov - Dr. of Sci. (Engineering), Professor, Professor of the Software Engineering Department, Southwest State University.
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Титенко Михаил Андреевич - аспирант кафедры программной инженерии.
ул. 50 лет Октября, д. 94, Курск 305040
Mikhail A. Titenko - Post-Graduate Student, Southwest State University, Software Engineering Department.
50 Let Oktyabrya str. 94, Kursk 305040
Целью исследования является создание моделей и конвейерных схем для высокопроизводительной обработки унитарных кодов в однородных вычислительных системах.
Методы исследования основаны на теории проектирования однородных вычислительных систем, методах синтеза итеративных сетей и систем искусственного интеллекта. Унитарные коды являются сигнально-информационной базой для анализа и планирования параллельных процессов в однородных вычислительных системах. Известные одномерные и двумерные итеративные сети являются основой для создания однородных конвейерных схем и рекуррентных вычислений в них. Тем не менее итеративные сети, состоящие из однородных вычислительных ячеек с регулярными связями, по умолчанию реализуют единственный вычислительный процесс и, как правило, одну поисково-вычислительную функцию Для повышения удельной производительности работы конвейерных схем развиты принципы мульти функциональности и мульти конвейеризации, позволяющие реализовывать на каждом такте работы конвейера работу нескольких ячеек, реализующих более одной операции.
Результаты. Созданы практически значимые конвейерные схемы с организацией нескольких локальных вычислительных процессов, имеющих собственные стартовые точки, что необходимо для эффективной работы однородных вычислительных систем – реконфигурируемые вычислительные структуры, машины баз данных и знаний, ассоциативные процессоры и др. Сравнительные оценки конвейерных схем проведены для общезначимых операций обработки унитарных кодов: арбитраж, формирование правой, левой серии логических «1». Показано, что применение принципов мультифункциональности и мультиконвейеризации обеспечивает пропорциональное уменьшение времени, приходящегося на одну операцию.
Заключение. Синтез параллельно-конвейерных схем обработки унитарных кодов на базе итеративных сетей основан на объединении и развитии принципов тактирования ячеек, мультифункциональности ячеек, мультиконвейеризации, что позволяет вести эффективную обработку потоков унитарных кодов, имеющих дуальную трактовку элементов (цифра/символ).
Purpose of the work is to create models and pipeline schemes for high-performance processing of unitary codes in homogeneous computing systems.
The research methods are based on the theory of designing homogeneous computing systems, methods of synthesis of iterative networks and artificial intelligence systems. Unitary codes are a signal-information base for analyzing and planning parallel processes in homogeneous computing systems. Known one-dimensional and two-dimensional iterative networks are the basis for creating homogeneous pipeline schemes and recurrent computations in them.
Methods. Nevertheless, iterative networks consisting of homogeneous computing cells with regular connections, by default implement a single computing process and, as a rule, one search and computing function. To increase the specific performance of pipeline schemes, the principles of multi-functionality and multi-pipelining have been developed, allowing the implementation of several cells implementing more than one operation at each cycle of the pipeline.
Results. Practically significant pipeline schemes with the organization of several local computing processes with their own starting points have been created, which is necessary for the efficient operation of homogeneous computing systems - reconfigurable computing structures, database and knowledge machines, associative processors, etc.
Comparative assessments of pipeline schemes have been carried out for generally significant operations of processing unitary codes: arbitration, formation of the right, left series of logical "1". It is shown that the application of the principles of multi-functionality and multi-pipelining provides a proportional decrease in the time per operation.
Conclusion. The synthesis of parallel-pipeline schemes for processing unitary codes based on iterative networks is based on the unification and development of the principles of cell clocking, multi-functionality of cells, multi-pipelining, which allows for efficient processing of unitary code flows with dual interpretation of elements (digit/symbol).
The authors declare that there are no conflicts of interest present.