Методи та засоби підвищення ефективності обробки інформації в реконфігуровних комп’ютерних системах на базі ПЛІС

Скорочена інформація про документ
dc.contributor.authorКлименко, Ірина Анатоліївна
dc.contributor.degreedepartmentОбчислювальної технікиuk
dc.contributor.degreefacultyІнформатики та обчислювальної технікиuk
dc.contributor.degreegrantorНаціональний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського»uk
dc.date.accessioned2017-03-23T11:58:16Z
dc.date.available2017-03-23T11:58:16Z
dc.date.issued2017
dc.description.abstractenThe work offers theoretical generalization and new solution of scientific problem, which consists in the development of a new theory of information processing in computer systems on FPGA with functional and hardware limitations. The offered methods and facilities include interrelated solutions for information processing optimization in consideration of the correlation of task parameters and structure of computational space by the means of determination of optimal granularity and the reducing of the mapping overhead in the reconfigurable computer system. That increases the effectiveness of information processing in the reconfigurable computer systems on FPGA. The offered strategy of mutual adaptation of tasks and computational space on FPGA is based on the varying of the granularity by the solving of the big dimension tasks. Also the concept of local divided means of the mapping control in the reconfigurable computer system. That provides the effectiveness of consideration of FPGA physical parameters on every level of computer system realization.en
dc.description.abstractruВ диссертации приведены теоретическое обобщение и новое решение научной проблемы, которая заключается в развитии теории организации обработки информации в вычислительных системах на ПЛИС с учетом их функциональных и аппаратурных ограничений. Предложенные методы и средства включают в себя взаимосвязанные решения задач оптимизации процесса обработки информации с учетом соотношения параметров решаемых задач и структуры вычислительной среды путем определения оптимальной зернистости вычислений и сокращения накладных расходов процесса отображения задач на реконфигурируемую вычислительную среду, что в общем обеспечивает повышение эффективности обработки информации в реконфигурируемых вычислительных системах на ПЛИС. Предложена концепция структурной организации динамически реконфигурируемых компьютерных систем, которая основана на организации локальных распределенных средств управления процессом отображения вычислительных задач на реконфигурируемую вычислительную среду. Это позволяет уменьшить временную сложность процесса отображения вычислительных задач, упростить учет физических параметров ПЛИС и обеспечить аппаратное ускорение функциональных процессов структурного уровня. Рассмотрение средств управления процессом обработки данных на трех уровнях абстракций обеспечивает эффективную реализацию предложенных в диссертационной работе методов и средств повышения эффективности обработки информации. Предложена стратегия взаимной адаптации решаемых задач и структуры вычислительной среды, которая основана на варьировании зернистостью вычислений с целью повышения быстродействия реконфигурируемой вычислительной среды, построенной на ПЛИС. Усовершенствована структурная организация библиотеки функциональных ядер на ПЛИС, что позволяет варьировать зернистостью вычислений для повышения эффективности решения вычислительных задач большой размерности. Предложены средства усовершенствования структуры вычислительного модуля реконфигурируемых компьютерных систем, основанные на организации многоуровневой многофункциональной виртуальной памяти для хранения, поиска и управления конфигурационными данными, что является технологической основой для реализации различных стратегий обслуживания заданий по критериям непроизводительного времени выполнения, вероятности выполнения и объема использования аппаратурных ресурсов ПЛИС. Модифицирован метод автоматического распределения задач и синхронизации процессов на базе модели вычислений, управляемых потоком данных. Усовершенствован способ повышения отказоустойчивости управляющего ядра, что в целом позволяет повысить эффективность процессов обработки данных на локальном уровне вычислительного модуля и надежность реконфигурируемых компьютерных систем. Разработаны метод и средства уменьшения накладных расходов процесса отображения вычислительных задач на реконфигурируемую вычислительную среду, которые за счет реализации различных стратегии обслуживания задач обеспечивают динамическую адаптацию процесса отображения к изменяемому состоянию реконфигурируемой вычислительной среды. Разработан интегрированный критерий эффективности, основанный на соотношении накладных расходов времени, параметров вычислительных алгоритмов и структуры вычислительной среды с учетом временных и аппаратных ограничений процесса обработки данных, который позволяет решить многокритериальную задачу оптимизации процесса обработки данных в реконфигурируемых компьютерных системах. Предложен метод оптимизации процесса обработки информации, который путем оптимизации непродуктивного времени отображения и определения оптимальной зернистости вычислений согласно разработанному интегрированному критерию обеспечивает требуемое время выполнения вычислительных задач, повышение эффективности использования аппаратурных ресурсов ПЛИС и сокращение количества отклонений на выполнение задач. Оптимизация процесса отображения вычислительных задач обеспечивает широкие классы задач управления эффективной целевой вычислительной структурой по критерию быстродействия вычислений. Практическое значение диссертационной работы состоит в том, что предложенная структурная организация реконфигурируемых компьютерных систем и новая стратегия взаимной адаптации вычислительных задач и структуры вычислительной среды повышает пользовательскую эффективность параллельных вычислительных систем и реализовывает масштабируемые высокопроизводительные параллельные вычислительные системы с возможностью динамической адаптации к требованиям широких классов задач. Теоретические и практические результаты диссертационной работы могут быть использованы в научных и прикладных исследованиях в организациях и производствах, которые занимаются решениями задач управления, в частности технологическими, экономическими и финансовыми процессами, информационными системами, обработкой многомерной информации, а также проектированием и эксплуатацией параллельных вычислительных систем.ru
dc.description.abstractukУ дисертації наведено теоретичне узагальнення і нове вирішення наукової проблеми, що полягає в розвитку теорії організації обробки інформації в комп’ютерних системах на ПЛІС з урахуванням їх функціональних та апаратурних обмежень. Запропоновані методи та засоби включають в себе взаємозв’язані вирішення завдань оптимізації процесу обробки інформації шляхом визначення оптимальної зернистості обчислень, а також зменшення накладних витрат процесу відображення задач на реконфігуровне обчислювальне середовище, що в цілому забезпечує підвищення ефективності обробки інформації в реконфігуровних обчислювальних системах на ПЛІС. Запропоновано нову стратегію взаємної адаптації розв’язуваних задач і обчислювального середовища на ПЛІС, що ґрунтується на варіюванні зернистістю обчислень під час розв’язання задач великої розмірності, та вдосконалено концепцію реалізації локальних розподілених засобів керування відображенням задач на реконфігуровне обчислювальне середовище, що підвищує ефективність врахування фізичних параметрів кристалів ПЛІС на всіх рівнях реалізації реконфігуровних комп’ютерних систем.uk
dc.format.page50 с.uk
dc.identifier.citationКлименко, І. А. Методи та засоби підвищення ефективності обробки інформації в реконфігуровних комп’ютерних системах на базі ПЛІС : автореф. дис. … д-ра техн. наук : 05.13.05 – комп’ютерні системи та компоненти / Клименко Ірина Анатоліївна. – Київ, 2017. – 50 с.uk
dc.identifier.urihttps://ela.kpi.ua/handle/123456789/19096
dc.language.isoukuk
dc.publisherКПІ ім. Ігоря Сікорськогоuk
dc.publisher.placeКиївuk
dc.status.pubpublisheduk
dc.subjectреконфігуровні комп’ютерні системиuk
dc.subjectдинамічна реконфігураціяuk
dc.subjectреконфігуровні суперкомп’ютериuk
dc.subjectнакладні видатки реконфігураціїuk
dc.subjectпришвидшення реконфігураціїuk
dc.subjectчасткова динамічна реконфігураціяuk
dc.subjectПЛІСuk
dc.subjectreconfigurable computer systemsen
dc.subjectdynamic reconfigurationen
dc.subjectreconfigurable computeren
dc.subjectreconfiguration overheaden
dc.subjectrapid configurationen
dc.subjectpartial dynamic reconfigurationen
dc.subjectFPGAen
dc.subjectреконфигурируемые компьютерные системыru
dc.subjectдинамическая реконфигурацияru
dc.subjectреконфигурируемые суперкомпьютерыru
dc.subjectнакладные расходы реконфигурацииru
dc.subjectускорение реконфигурацииru
dc.subjectчастичная динамическая реконфигурацияru
dc.subjectПЛИСru
dc.subject.udc004.42(043.3)uk
dc.subject.udc004.93(043.3)uk
dc.titleМетоди та засоби підвищення ефективності обробки інформації в реконфігуровних комп’ютерних системах на базі ПЛІСuk
dc.typeThesisuk
thesis.degree.leveldoctoruk
thesis.degree.nameдоктор технічних наукuk
thesis.degree.speciality05.13.05 – комп’ютерні системи та компонентиuk

Файли

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

Зібрання

Автореферати (ОТ)
Автореферати (вільний доступ)