Скачати повний текст

Розглянуто модель локальних обчислень. Показано, що класи скінченно автоматичних програм, мереж Петрі та штучних нейронних мереж ефективно транслюються до класу локальних за А.В.Анісімовим алгоритмів. Побудано нові локальні алгоритми розв'язання практично важливих дискретних задач. Запропоновано ефективні способи реалізації локальних алгоритмів у багатопроцесорних обчислювальних системах, зокрема, у мережі процесорних елементів з чотирма портами введення/виведення на кожний процесорний елемент, в однорідному обчислювальному середовищі, а також за допомогою штучних нейронних мереж.

  Скачати повний текст

Проведено аналітичний огляд існуючих методів розробки паралельних рішень, проаналізовано їх переваги та недоліки. Визначено мету, яка полягає в створенні методу зменшення трудомісткості процесу створення паралельних програм поряд з підвищенням швидкодії їх паралельних рішень між різними багатопроцесорними архітектурами. Відповідно до сформованої мети, розроблено новий метод автоматичного динамічного розпаралелювання обчислень. Запропоновано інтерфейсні вимоги для послідовних програм, що автоматично розпаралелюються, та методику їх перетворення у паралельні аналоги. Розв'язано задачу об'єднання переваг активного та пасивного динамічного розпаралелювання обчислень, та задачу побудови централізованих і децентралізованих динамічно розпаралелюваємих алгоритмів.

  Скачати повний текст

Розглянуто проблему підвищення точності оцінювання надійності відмовостійких багатопроцесорних систем (ВБС) шляхом модифікації методу статистичних експериментів з урахуванням характерних особливостей ВБС. Запропоновано модифікації методу статистичних експериментів, орієнтовані на такі особливості ВБС як: значна кількість і різнотипність складових елементів, використання різних видів надлишковості, складна процедура реконфігурації, ієрархічна структура системи. Визначено метод для розрахунку показників надійності ієрархічних ВБС, підсистеми яких можуть мати спільні елементи, який дозволяє проводити статистичні експерименти незалежно для кожної підсистеми, що дозволяє значно скоротити загальний час розрахунку показників надійності ієрархічних ВБС. Одержано аналітичні співвідношення та статистичні оцінки для різних складових похибки розрахунку надійності ВБС, на підставі яких може бути обчислена повна похибка розрахунку надійності ВБС. Сформульовано умови, які дозволяють для заданої ВБС аналітично до проведення статистичних експериментів визначити модифікацію методу статистичних експериментів, що має найменшу похибку.

  Скачати повний текст

Досліджено методи та засоби, застосування яких дозволять підвищити ефективність розрахунку ймовірності безвідмовної роботи (ІБР) відмовостійких багатопроцесорних реконфігуровних систем ВБС керування. Розрахунок базується на методі статистичних експериментів з графологічними моделями (GL моделями). На підставі порівняльного аналізу за різними параметрами обгрунтовано вибір використання саме 2р-моделі для розрахунку ІБР. Запропоновано модифікацію відомого методу, а також новий алгоритм формування функцій базових ребер 2р моделі, показано, що зазначені методи мають меншу складність. Запропоновано співвідношення для GL моделей, що дозволяють прогнозувати складність моделей небазових ВБС ще до проведення процедури модифікації. Запропоновано автономний апаратний генератор двійкових векторів заданої ваги, побудований на базі керованих зсувних регістрів. Обгрунтовано доцільність застосування такого рішення для моделювання станів системи. Запропоновано структуру спеціалізованої обчислювальної системи розрахунку ймовірності безвідмовної роботи ВБС.

  Скачати повний текст

Розроблено методи паралельного обчислення функцій, наближених поліноміальними та раціональними рівномірними чебишовськими сплайнами, з метою їх реалізації засобами однорідних обчислювальних середовищ. Установлено властивості наближення та створено обчислювальні алгоритми для представлення однієї функції, а також набору функцій зі спільною множиною вузлів, кусковими наближеннями - сплайнами з розбиттям відрізка наближення на нерівні частини з однаковою похибкою на кожній з них. Зменшення об'єму пам'яті для зберігання параметрів наближення досягається за рахунок вирівнювання величин максимальних похибок на кожному з підінтервалів. Розроблено алгоритми та програмні засоби автоматизованого налаштування однорідних обчислювальних середовищ (ООС) на паралельне обчислення арифметичних і умовних виразів. Особливістю реалізації паралельних алгоритмів є використання запропонованого підходу, за яким розпаралелювання здійснюється у межах одного виразу, а також для різних виразів. Запропоновано алгоритм синтезу засобами ООС матричних сплайн-обчислювачів для швидкого обчислення функцій, представлених сплайнами, з нерівним поділом проміжку наближення з використанням паралельних обчислень. За умов побудови паралельних обчислювачів розпаралелювання здійснюється між ланками сплайну та у межах однієї ланки.

  Скачати повний текст

Розроблено методи та наведено засоби, що дозволяють більш ефективно визначати параметри відмовостійких багатопроцесорних систем. Запропоновано нові методи організації діагностичного експерименту в самодіагностовних багатопроцесорних системах, що дозволяють визначити та мінімізувати кількість елементарних перевірок та тактів експерименту, націленого на визначення стану всіх процесорів системи. Запропоновано нову модель поведінки відмовостійкої багатопроцесорної системи у потоці відмов, розроблено методи її трансформації залежно від зміни ступеня відмовостійкості системи. Основою системи є граф, ребра якого позначаються булевими функціями. Аргументами цих функцій є стан процесорів системи, а наявність кожного ребра визначається показниками його функції. Запропонована структура спеціалізованої комп'ютерної системи, керований генератор псевдовипадкових векторів, який імітує потік відмов, та організація експерименту із запропонованими моделями, що разом дозволяє визначити різні параметри відмовостійких багатопроцесорних систем доступними обчислювальними засобами.

  Скачати повний текст

Удосконалено теоретичні засади розробки та використання CL-моделей поведінки відмовостійких багатопроцесорних систем (ВБС) у потоці відмов для розрахунку їх надійності шляхом виконання статистичних експериментів з моделями. Досліджено питання спрощення моделей. Запропоновано удосконалений метод мінімізації, а також зменшення перебору під час пошуку оптимальної за певним критерієм моделі. До наукового обігу введено поняття впорядкованості реберних функцій моделі. Для випадку m=3 побудовано спеціальне дерево, що дозволяє сформулювати умови існування попарних реберних циклів (ПРЦ), які ускладнюють перетворення моделей. На базі цих умов запропоновано алгоритм пошуку ПРЦ, які виникають у процесі перетворення моделей. Запропоновано нову CL-модель, яка будується на базі декількох 4-реберних графів, значно спрощує перетворення моделей і в якій не виникають ПРЦ. Розроблено та досліджено спеціалізовану структуру засобу підтримки процедур моделювання поведінки ВБС у потоці відмов різної (заданої) кратності, що дозволяють оптимізувати процес моделювання.

  Скачати повний текст

Досліджено питання значного підвищення швидкодії функціональної верифікації складних проектованих цифрових систем на кристалах. Відзначено, що програмне забезпечення логічного моделювання, що виконується на послідовному комп'ютері, значно поступається за продуктивністю паралельним комп'ютерам або спеціалізованим апаратним рішенням. Удосконалено модель сферичного мультипроцесора PRUS, імплементованого в кристал ASIC. Удосконалено модель і структуру секвенсора як базового осередку PRUS. Одержано нову модель пристрою керування та систему команд для паралельного програмування та розв'язання булевих рівнянь на основі мультипроцесора PRUS. Розвинуто модель процесу розподілу системи булевих рівнянь між секвенсорами PRUS. Удосконалено модель (System Design Flow) спільного використання сучасних засобів проектування та мультипроцесора PRUS. Розроблено програмне й апаратне забезпечення мультипроцесора. Проведено вірогідну верифікацію тестування функціональних властивостей мультипроцесора на валідних прикладах систем булевих рівнянь з метою оцінювання швидкодії та апаратних витрат на реалізацію проекту. Виконано програмну реалізацію та тестування компілятора для перетворення HDL-опису.

  Скачати повний текст

Запропоновано методи організації ортогональних багатопроцесорних обчислювальних систем з розшаруванням і перемиканням. Сформульовано принципи міжпроцесорного обміну та його синхронізації, запропоновано новий метод міжпроцесорного обміну, головна відмінність якого полягає у розробленому порядку виконання адресних арифметико-логічних операцій. Зазначено, що такий підхід забезпечує можливість використання стандартних операцій як операцій обміну та дозволяє зменшити складність програмних засобів синхронізації та забезпечення безконфліктності обмінних процесів. Проведено експериментальні дослідження на моделювальному стенді системи двох двопортових буферів пом'яті, використання яких в ортогональних банатопроцесорних системах знімає обмеження на клас розв'язуваних задач, і дозволяє будувати системи, які відображаються будь-якими структурними графами.

  Скачати повний текст

Досліджено питання моделювання динамічних режимів роботи електронних систем на багатопроцесорних обчислювальних системах. Здійснено обгрунтування вибору діакоптичних методів моделювання як базових для розпаралелення обчислень. Проаналізовано існуючі архітектури багатопроцесорних систем. Сформульовано низку вимог, яким повинні відповідати обчислювальні структури для забезпечення максимальної ефективності розпаралелених діакоптичних алгоритмів. Запропоновано модифіковані алгоритми роздільного інтегрування та прямого діакоптичного методу, адаптовані до паралельного виконання. Спроектовано алгоритми розподілу обчислювальних ресурсів багатопроцесорних ЕОМ, які дозволили прискорити процес моделювання. Наведено паралельний адаптивний діакоптичний алгоритм, що базується на прямому діакоптичному методі та алгоритмі роздільного інтегрування.

  Скачати повний текст

Розроблено методи підвищення ефективності функціонування кластерних систем на базі використання результатів запропонованих аналітичних моделей з урахуванням відповідності класу вирішуваних задач вибраної топології кластера. Розроблено дискретну модель кластера з дисками, що розділяються, для оцінки ефективності його роботи, за допомогою якої можна одержати основні характеристики обчислювального середовища: завантаження вузлів, кількість заявок у вузлах, час виконання у кожному з вузлів. Запропоновано паралельний алгоритм реалізації дискретної марківської моделі однорідного кластера на решітках процесорів, одержано характеристики розпаралелювання (прискорювання й ефективність), з використанням яких даний алгоритм можна реалізовувати на паралельних структурах. Проведено порівняльний аналіз дискретної й безперервної марківської моделей однорідного кластера, визначено межі використання даних моделей, що забезпечують необхідну достовірність результатів. Розроблено безперервні марківські моделі різних кластерних структур для одержання оцінки ефективності їх роботи під час реалізації на них різних класів задач. Запропоновано модифікований алгоритм рішення задачі синтезу кластерних структур для замкнутих систем з використанням методу середніх, який дозволяє оптимізувати обчислювальні структури, мережні моделі яких мають кількість станів, що перевищує майже на два порядки кількість станів моделей, досліджуваних класичними методами.

  Скачати повний текст