LibRar.Org.Ua — Бібліотека українських авторефератів

Загрузка...

Головна Електроніка. Обчислювальна техніка → Удосконалення методів, моделей та принципів побудови багатокритеріальних таблично-алгоритмічних функціонально орієнтованих перетворювачів інформації

передачі, прийому й обробки інформації" (Нові інформаційні технології), Харків-Туапсе, 2000; 2-Міжнар. науково-практич. конф. "Сучасні інформаційні й електронні технології" (СІЕТ-2001), Одеса, 2001.

Публікації.Основні наукові результати, що отримані в дисертаційній роботі, відображено у 68 наукових роботах, у тому числі в монографії і 12 патентах України та Росії.

Структура й обсяг дисертації. Дисертаційна робота складається з вступа, 8 розділів, висновків, списку використовуваних літературних джерел, шести додатків. Дисертація викладена на 282 сторінках, ілюстрована 73 рисунками та має 26 таблиць, список використовуваних літературних джерел містить 250 найменувань і займає 26 сторінок, додатки – 30 сторінок (акти впровадження, програма).


ОСНОВНИЙ ЗМІСТ РОБОТИ


У вступі обґрунтована актуальність проблеми дослідження, сформульовані мета і задачі досліджень, розглянута характеристика роботи, висвітлений її зв'язок з науковими програмами, описана її наукова і практична значущість, подана інформація про апробацію, опублікування, використання результатів дослідження.

У першому розділі проведений огляд ТАФОПІ для систем керування автономними об'єктами аеронавігації, приладобудування, обчислювальної і вимірювальної техніки. На основі аналізу і синтезу ФОПІ з ТАМ апаратурної реалізації проведена їхня систематизація. Розроблено класифікаційну схему методів, моделей і технічних принципів побудови ТАФОПІ, в основу якої покладені: синтез і аналіз по наближених аналітичних функціях для відтворення заданих ФОЗ; синтез і аналіз по методах апаратурної реалізації; синтез і аналіз по ОЗМ. Основною задачею дослідження були співвідношення між обсягом однобічної пам'яті і часових характеристик при формуванні прецизійних значень ФОЗ з урахуванням апаратурних витрат на арифметичні, логічні пристрої, що відповідають заданій швидкодії.Відзначено, що табличний адитивно-мультиплексорний ТАДММ і ТАДМ реалізації забезпечують прецизійний результат обчислення при малих обсягах ПЗП, але процес відтворення ФОЗ повільний через наявність у математичних моделях тривалих арифметичних операцій: множення, ділення, додавання.

Методи прискорення цих операцій з малими апаратурними витратами для прецизійних обчислень становлять науковий інтерес.

На основі порівняльного аналізу структур таблично-алгоритмічних операційних пристроїв і процесорів виявлено, що найбільш ефективно проектувати прецизійні БФВЕ на основі ТАДМ із трансформацією вхідної незалежної змінної по цілих степенях двійки і ТЛМ із кортежним перетворенням. Обмеженням використання цих методів зі збільшенням точності перетворення є таке: для першого варіанта – пряма залежність швидкодії від розрядності операндів при операції підсумовування, це особливо проблематично для апаратурної реалізації прецизійних ФОЗ; для другого варіанта – недостатнє скорочення обсягу таблиць у швидкодіючих БФВЕ (усього вдвічі порівняно зі швидкодіючим класичним табличним методом – КТМ), а високий ступінь інтеграції зменшує відсоток виходу придатних кристалів із пластини і, як наслідок цього, – висока вартість приладів.

Подані графоаналітичні дослідження для базової системи функцій: eх, sin(х), tg(х), аrctg(х), ln(х) показали, що зі збільшенням точності перетворення ФОП на базі ТАДМ із трансформацією вхідної незалежної змінної по цілих степенях двійки тенденція зростання ефекту стиску таблиць збільшується.

Тому задача підвищення швидкодії в цьому методі є актуальною.

Показано, що для технічних принципів створення багатофункціональних прецизійних обчислювальних структур ТЛМ забезпечує високу продуктивність операцій, адекватну продуктивності КТМ. Однак перспективність цього методу буде забезпечена при розв’язанні і задачі стиску оброблюваних таблиць.

Методи, що формують прецизійний результат на основі малого обсягу таблиць і зі збереженням високої швидкості обчислення, тобто без додаткових апаратурних витрат на арифметичні операції, є перспективними.

Встановлено, що ТАМ дозволяють створювати найпростіші морфоструктури обчислювачів, що особливо актуально, у зв'язку з розвитком інтелектуальних інформаційних технологій, подібних до створення “образного комп'ютера”. Однак теоретичні основи створення простих схемотехнічних рішень для апаратурної реалізації прецизійних ФОЗ ТАФОПІ, у яких одночасно домінують параметри: висока швидкодія, малі апаратурні витрати, мала споживана потужність, висока надійність, малий обсяг ПЗП і при цьому досягається високий відсоток виходу придатних кристалів, недостатньо досліджені.

Синтез і аналіз моделей формування прецизійних ФОП ТАМ, ефективних принципів побудови ОЗМ визначив науковий напрямок удосконалення морфоструктур ТАФОПІ, теоретичною базою яких є синтез ТАДМ і ТЛМ. При цьому складна мережа внутрішніх зв'язків ТАФОПІ і розробка ФПП обумовила дослідження і розробку БКПП в часі і просторі у вигляді прецизійних БФВЕ, що відповідає пріоритетному напрямку розвитку державної науково-технічної програми “Образний комп'ютер”.

У другому розділі розроблені теоретичні основи формуванняЛММ відтворення ФОЗ, БФЛММ для обчислення значень прямих або обернених трансцендентних функцій, високошвидкісного НТЛМ реалізації, що формує прецизійний результат обчислення ФОЗ з малими апаратурними витратами.

Базисом ЛММ і БФЛММ є аналітичний вираз для кусково-лінійної апроксимуючої (КЛА) функції G(x) такого вигляду:

G(x)хj<х< хj+1= аj + вjх. (1)


Якщо при підготовці табличних даних моделі КЛА коефіцієнт другого члена ряду вj визначити в рамках значень q± k (k=0,1,2,...), то його значення в q системі числення можна записати у вигляді:

вj =(x0j q0 x1jq ±1 xk jq ± k ), (2)


де xk j=1 або 0 для j лінійної ділянки апроксимації. Це забезпечує можливість варіювання цілим числом ступеня ± k, не перевищуючи похибку d. В результаті модель набуває вигляду:


G(x) = аj + x (x0j q0 x1jq ±1 xk jq ± k ), (3)


при цьому операція перемножування багаторозрядних двійкових операндів х і вjзамінюється логічною операцією зсуву аргументу х на k розрядів. Виграш у швидкодії становить (t розум/tзс) разів, де tум – час перемножування n розрядних операндів; tзс – час зсуву коду аргументу на визначене число k розрядів.

Подальше удосконалювання полягає в тому, що результат зсуву вхідного операнда на k розрядів формується на основі логічної функції кон'юнкції. Ефект за часом обчислення визначається відношенням tзс/tе, де tе – час затримки на