Розробка теоретичних основ, методів та засобів проектування сучасних високопродуктивних комп’ютерних систем у середовищах Ґрід- та хмарних систем

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.advisorСімоненко, В. П.
dc.contributor.advisorСимоненко, В. П.
dc.contributor.advisorSimonenko, Valeriy. P.
dc.contributor.degreedepartmentобчислювальної технікиuk
dc.contributor.degreefacultyінформатики та обчислювальної технікиuk
dc.contributor.researchgrantorНаціональний технічний університет України "Київський політехнічний інститут"uk
dc.date.accessioned2016-05-24T09:05:20Z
dc.date.available2016-05-24T09:05:20Z
dc.date.issued2014
dc.description.abstractenA new architectural concept of parallel computing in GRID systems and cloud environment is proposed, which uses FPGA as a high-performance heterogeneous computing resource. FPGA is used as heterogeneous programmable operating unit for processing data streams, allowing for achievement of optimized performance-related energy consumption. The concept simplifies programming the computational problems for these systems. New approaches to computation scheduling in heterogeneous GRID systems are developed, that allow for optimizing the workload of computing resources, and effectively carry out their monitoring. A new method of resynchronization of synchronous dataflow graphs is proposed, that provides design of pipelined datapaths for FPGAs, which have minimized costs and optimized performance. The CAD tool of parallel computing systems described in VHDL is designed which is based on this method. The tool is implemented as an application in the cloud environment. The client side of the experimental CAD tool is installed on a Web-browser, and the server side is installed in the HP Blade server C3000, which is placed in NTUU "KPI". The divider, square root, IIR filter core generator is designed, which generates the pipelined IP cores with excellent parameters of speed and hardware volume. The IIR filters are multiplier free, and their structures are found using the filter structure ontology and applied knowledge base. The IP core generators are intended for installing in a cloud environment, or in Web-server. The generated digital filters have minimum hardware costs and maximum sample rate that achieves to 400 MHz. Developed CAD tools helped to design a number of IP cores such as Ethernet controller, Reed- Solomon decoder, pipelined FFT processors, 2-D DCT processors, microprocessor ARMv.3 core, i8051 microcontroller core, which has a performance of 100 mln. instructions per second.uk
dc.description.abstractruРазработана новая архитектурная концепция организации параллельных вычислений в Грид-системах и облачной среде с использованием программируемых логических интеграль- ных схем (ПЛИС) как высокопроизводительного гетерогенного вычислительного ресурса с архитектурой программируемого операционного блока с обработкой потоков данных, что позволяет достигать оптимизированного отношения производительность-энергопотребление и упростить программирование вычислительных задач для этих систем. Разработаны новые подходы к диспетчеризации вычислительных процессов в гетерогенных Грид-системах, которые позволяют оптимизировать загруженность вычислительных ресурсов, эффективно выполнять их мониторинг. Разработан новый метод ресинхронизации графов синхронных потоков данных, который обеспечивает проектирование конвейерных схем для реализации в ПЛИС, отличающихся минимальными аппаратными затратами при оптимизированной производительности. На базе этого метода создана система автоматизированного проектирования (САПР) параллельных вычислительных схем, описанных на языке VHDL и конфигурируемых в ПЛИС, которая внедряется как приложение в облачной среде. Клиентская часть экспериментальной САПР размещена на Web-браузере пользователя, а серверная часть - на сервере HP Blade server C3000, установленном в НТУУ "КПИ". Разработаны генераторы модулей деления, извлечения квадратного корня, рекурсивных цифровых фильтров на базе онтологии структур фильтров и прикладной базы знаний, которые предназначены для генерирования виртуальных модулей для ПЛИС и внедряются в облачной среде. Генерируемые цифровые фильтры имеют минимальные аппаратные затраты и максимальную частоту дискретизации, достигающую 400 МГц. С помощью САПР параллельных вычислительных схем разработан ряд виртуальных вычислительных модулей, таких как контроллер локальной сети Ethernet, декодер Рида- Соломона, процессоры быстрого преобразования Фурье, двумерного дискретного косинусного преобразования, ядро микропроцессора ARMv.3, ядро микроконтроллера i8051, имеющее производительность до 100 млн. команд в секунду.uk
dc.description.abstractukРозроблена нова архітектурна концепція організації паралельних обчислень у Грід- системах та хмарному середовищі з використанням програмованих логічних інтегральних схем (ПЛІС) як високопродуктивного гетерогенного обчислювального ресурсу з архітектурою програмованого операційного блоку з обробкою потоків даних, що дає змогу досягати оптимізованого відношення продуктивність-енергоспоживання та спростити програмування обчислювальних задач для цих систем. Розроблені нові підходи до диспетчеризації обчислювальних процесів у гетерогенних Грід-системах, які дозволяють оптимізувати завантаженість обчислювальних ресурсів, ефективно виконувати їх моніторинг. Розроблено новий метод ресинхронізації графів синхронних потоків даних, який забезпечує проектування конвеєрних схем для реалізації в ПЛІС, що відрізняються мінімізованими апаратними витратами при оптимізованій продуктивності. На базі цього методу створено систему автоматизованого проектування (САПР) паралельних обчислювальних схем, що описані мовою VHDL і конфігуруються в ПЛІС, яка впроваджується як застосунок у хмарне середовище. Клієнтська частина експериментальної САПР розміщена на Web-браузері користувача, а серверна частина – на сервері HP Blade server C3000, який встановлено в НТУУ „КПІ“. Розроблено генератори модулів ділення, добування квадратного кореня, рекурсивних цифрових фільтрів на базі онтології структур фільтрів та прикладної бази знань, які призна- чені для генерування віртуальних модулів для ПЛІС і впроваджуються у хмарному середо- вищі. Цифрові фільтри, що генеруються, мають мінімальні апаратні витрати та максимальну частоту дискретизації, яка досягає 400 МГц. За допомогою САПР паралельних обчислювальних схем розроблено ряд віртуальних обчислювальних модулів, таких як контролер локальної мережі Ethernet, декодер Ріда-Соло- мона, процесори швидкого перетворення Фур’є, двовимірного дискретного косинусного перетворення, ядро мікропроцесора ARMv.3, ядро мікроконтролера і8051, яке має підвищену швидкодію до 100 млн. команд за сек.uk
dc.format.page5 с.uk
dc.identifier2502-ф
dc.identifier.govdoc0112U001585
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/15968
dc.language.isoukuk
dc.publisherНТУУ "КПІ"uk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.titleРозробка теоретичних основ, методів та засобів проектування сучасних високопродуктивних комп’ютерних систем у середовищах Ґрід- та хмарних системuk
dc.title.alternativeРазработка теоретических основ, методов и способов проектирования современных высокопроизводительных компьютерных систем в среде Ґрід- и облачных систем
dc.title.alternativeDevelopment of theoretical basics, methods and tools for design of modern high speed computer systems in Grid and Cloud systems
dc.typeTechnical Reportuk
thesis.degree.level-uk

Файли

Контейнер файлів
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз
Назва:
2502-ф.pdf
Розмір:
504.96 KB
Формат:
Adobe Portable Document Format
Завантажити
Ліцензійна угода
Зараз показуємо 1 - 1 з 1
Ескіз недоступний
Назва:
license.txt
Розмір:
7.71 KB
Формат:
Item-specific license agreed upon to submission
Опис:
Завантажити

Зібрання

Анотовані описи звітів про НДР (ОТ)
Анотовані описи завершених науково-дослідних робіт КПІ ім. Ігоря Сікорського