Рассмотрены принципы трансляции программ для многопроцессорных систем со структурно-процедурной организацией вычислений. Особое внимание уделено первому этапу трансляции - разрезке графа макрооперации на подграфы для его реализации в структуре вычислительного блока многопроцессорной системы. Описан алгоритм данного процеса, который позволяет за минимальное число проходов разделить информационный граф на подграфы по критериям ограничения числа входных, информационных ,и выходных вершин.

Рассмотрены проблемы преобразования задач в форму, эффективную для реализации в многопроцессорной системе, а также принципы разбиения информационного графа на подграфы, каждый из которых структурно реализуется на аппаратуре многопроцессорной системы. Описана процедура векторизации информационных подграфов, позволяющая преобразовать граф в функционально-регулярную форму. Данная форма обеспечивает синтез параллельных программ, реализуемых на различных конфигурациях многопроцессорных систем. Изложены принципы формирования структуры данных.

Рассмотрены основные компоненты системы программирования для многопроцессорных систем со структурно-процедурной организацией вычислений. Основное внимание уделено описанию графических средств синтеза макроопераций, синтеза структуры кадров, а также базе данных параллельных программ. Рассмотренные программы позволяют оперативно создавать прикладное программное обеспечение для многопроцессорных систем со структурно-процедурной организацией вычислений.

Індекс рубрикатора НБУВ: З970.221-016

Рубрики:

Багатопроцесорні обчислювальні системи

Шифр НБУВ: Ж15477 Пошук видання у каталогах НБУВ 

Розглянуто принципи побудови багатопроцесорних систем на базі ПЛІС-технології, структура яких може адаптуватися до структури розв'язуваної задачі або її фрагмента. Адаптована багатопроцесорна система будується з уніфікованих базових модулей, що складаються з багатьох макрооб'єктів, кожний з яких містить об'єкти перетворення інформації, комутаційні елементи та контролери розподіленої пам'яті, а також локальний пристрій керування. Склад базового модуля забезпечує ефективну реалізацію різних класів обчислювальних задач.

Розглянуто структурну реалізацію паралельного процесу сортування на базі сортувальної мережі Батчера. Запропоновано варіанти реалізації мережі Батчера для сортування масивів довільних розмірів. Проаналізовано структурно-процедурні алгоритми для процедури сортування інформаційних масивів у "ковзному вікні", що використовуються для цифрової обробки сигналів і зображень.

Розглянуто розв'язання задач математичної фізики за допомогою методу одночасних зміщень на багатопроцесорних системах з структурно-процедурною організацією обчислень. Проаналізовано різні варіанти паралельних алгоритмів, які ефективно реалізуються на різних конфігураціях багатопроцесорних обчислювальних систем. Доведено високу ефективність структурної реалізації паралельного алгоритму методу одночасних зміщень.

Описано уніфіковану паралельну форму подання задачі для відображення структури процесу та динаміки поведінки процесів на базі функціонального розширення мереж Петрі та послідовних взаємодіючих процесів.

Рассмотрено создание базовых модулей для построения макрообъектной вычислительной системы для решения задач различных проблемных областей, представляющих собой совокупность макрообъектов, соединенных между собой по принципу близкодействия. Большая часть макрообъектов сопряжена с внешней распределенной памятью и имеет высокоскоростные каналы для обмена информацией с другими базовыми модулями.

Рассмотрено создание разделяемой памяти для организации непрерывных потоков данных с учетом особенностей многопроцессорной вычислительной системы со структурно-процедурной организацией вычислений МВС СПОВ в рамках универсальной фрейм-архитектуры системы. Описаны режимы работы контроллера динамической памяти, система команд контроллера распределенной памяти.

Рассмотрена возможность использования языка COLAMO в качестве языка ресурсонезависимого программирования, описаны методы и средства трансляции параллельной программы на языке параллельного программирования COLAMO в программу на языке С++ с расширением MPI для кластерных систем.

Рассмотрена организация синхронизации для построения многопроцессорных систем с программируемой архитектурой. Существуют две независимые подсистемы синхронизации: система синхронизации команд (кадров) и система синхронизации потоков данных. Описаны реализация подсистемы синхронизации потоков команд в мультиконтроллерах распределенной памяти и реализация подсистемы синхронизации потоков данных в макропроцессорах.

Описаны архитектура и принципы построения семейства реконфигурируемых вычислительных систем с динамически перестраиваемой архитектурой на основе ПЛИС производительностью до 6 Тфлопс, создаваемого в рамках Федеральной целевой программы "Исследования и разработки по приоритетным направлениям развития научно-технологического комплекса России на 2007 - 2012 гг." В качестве основного вычислительного элемента в них используются не универсальные микропроцессоры, а программируемые логические интегральные схемы сверхбольшой интеграции. Все представители семейства предназначены для решения вычислительно трудоемких задач различных предметных областей, обеспечивают реальную производительность не ниже 50 % от пиковой производительности на широком классе задач и имеют практически линейный рост производительности при наращивании аппаратного ресурса.

Рассмотрен комплекс системного программного обеспечения средств разработки прикладных программ для реконфигурируемых вычислительных систем, включающий трансляторы языков программирования, среды разработки и синтеза прикладных схемотехнических решений, средства удаленного доступа к вычислительным ресурсам базовых модулей и ряд служебных программ. Комплекс средств разработки прикладных программ позволяет упростить процесс разработки прикладных программ для реконфигурируемых вычислительных систем на основании программируемых логических интегральных схем и сократить сроки разработки прикладного программного обеспечения.