Основи створення оптоелектронних інтегральних обчислювальних середовищ для спеціалізованих комп’ютерних систем
| dc.contributor.author | Ліпінський, Олександр Юрійович | |
| dc.contributor.degreedepartment | Кафедра радіофізики | uk |
| dc.contributor.degreegrantor | Донецький національний університет | uk |
| dc.date.accessioned | 2014-10-23T12:43:33Z | |
| dc.date.available | 2014-10-23T12:43:33Z | |
| dc.date.issued | 2014 | |
| dc.description.abstracten | Dissertation on competition of the doctor of technical sciences scientific degree on the 05.13.05 speciality – Computing systems and components. – National technical university of Ukraine “Kiev polytechnic institute”, Kiev, 2014. The physical and technical background of the creation of optoelectronic acoustooptic computing environments with dynamically configurable architecture on the base of optoelectronic acoustooptic computing devices and photorefractive storage media is developed. The mathematical modeling and experimental investigation of the computing environment elements’ formation process were conducted, and was shown, that its performance (the rate of elements’ formation of ~ 1710 el/s) is comparable with the most advanced electronic processors, while is not associat-ed with a number of technological challenges inherent in electronic engineering. The mathematical model of the pattern of optical interconnections was proposed, and the structure and mathematical model of optoelectronic integrated computing environment with dynamically changeable architecture was developed, which in the case of bulk interconnections allows to calculate the combinational logic functions of 250000 variables and to provide the 21 10 operations per second performance with the existing elements’ base. | uk |
| dc.description.abstractru | Диссертация на соискание ученой степени доктора технических наук по специальности 05.13.05 – Компьютерные системы и компоненты. – Национальный технический университет Украины «Киевский политехнический институт», Киев, 2014. Изложены физико-технические основы создания оптоэлектронных акустооптических вычислительных фоторефрактивных запоминающих устройств в составе оптоэлектронных вычислительных сред с динамически изменяемой архитектурой. Показано и обосновано: несомненное преимущество оптических межсоединений по сравнению с электронными, связанное с перспективами снижения энергии, потребляемой на один бит для межсоединений точка-точка, менее, чем 1000 фотонов, большей плотностью межсоединений, высокими коэффициентами разветвления по входу и выходу; перспективно использовать фоторефрактивные материалы как основу для создания запоминающих устройств оптических компьютерных систем, поскольку характерная для них высокая плотность записываемой информации соответствует высокой плотности потока обрабатываемых данных. Предложено математическое описание принципов функционирования оптоэлектронных акустооптических устройств, осуществляющих одновременно как пространственное, так и временное преобразование информации с высокой точностью, основанное на пространственно-временном представлении дискретных оптического и акустического сигналов. Полученная, в соответствии с этими представлениями, математическая модель оптоэлектронной акустооптической вычислительной среды является теоретической основой понятия интегральной оптоэлектронной акустооптической вычислительной среды (ИОАВС). Выполнены математическое моделирование и экспериментальное исследование процесса формирования основных компонентов ИОАВС – элементов вычислительной среды для различных случаев их локализации, в соответствии с предложенным методом акустооптического бинарного кодирования, которые подтвердили теоретическую концепцию ИОАВС и обоснованность разработанных методов проектирования акустооптических устройств дискретной обработки информации. Получены технические характеристики ИОАВС, в соответствии с которыми, ее производительность (скорость формирования элементов составляет ~ 1710 эл/с) сравнима с наиболее современными электронными процессорами, вместе с тем создание ИОАВС не связано с рядом технологических проблем, присущих электронной технике. Предложена архитектура акустооптического процессора с пространственной дискретизацией потока данных, обеспечивающая повышенную производительность за счет использования оптического сигнала в качестве носителя обрабатываемой информации. Моделирование работы такого процессора в режиме трансверсального фильтра показало возможность обработки сигналов в гигагерцовой полосе частот, что соответствует 1210 MAC (multiply–accumulate operation) операций в секунду для выбранного порядка фильтра и частоты дискретизации. Выполнено численное моделирование процесса синтеза дифракционных решеток в кристалле LiNbO3, продемонстрировавшее возможность формирования фоторефрактивных фазовых транспарантов с целью реализации в ИОАВС каналов обработки информации малых поперечных размеров и создания на их основе фоторефрактивных обратимых запоминающих сред (ФОЗС) с дискретным представлением информации. Предложена математическая модель паттерна межсоединений в оптических вычислительных устройствах с динамически изменяемой архитектурой, которая может служить основой для синтеза структурно сложных блоков памяти в оптоэлектронных процессорах, обеспечивая общую производительность системы на уровне 21 10 операций в секунду для существующей элементной базы. Разработаны структура и математическая модель высокопроизводительной оптоэлектронной вычислительной среды с динамически изменяемой архитектурой с общим числом каналов порядка 2 512 , которая в случае использования объемных межсоединений, реализуемых ФОЗС, позволит двухъярусной ИОАВС реализовать вычисление комбинационной функции 250 тысяч логических переменных. | uk |
| dc.description.abstractuk | Дисертація на здобуття наукового ступеня доктора технічних наук за спеціальністю 05.13.05 – Комп’ютерні системи та компоненти. – Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут», Київ, 2014. Викладено фізико-технічні основи створення оптоелектронних акустооптичних обчислювальних і фоторефрактивних запам'ятовуючих пристроїв у складі оптоелектронних інтегральних обчислювальних середовищ з динамічно змінюваною архітектурою. Виконано математичне моделювання та експериментальне дослідження процесу формування елементів інтегрального оптоелектронного обчислювального середовища, показано, що його продуктивність (швидкість формування елементів становить ~ 1710 ел/с) порівнянна з найбільш сучасними електронними процесорами, разом з тим його створення не пов'язане з рядом технологічних проблем, властивих електронній техніці. Запропоновано математичну модель паттерна оптичних міжз'єднань та розроблено структуру і математичну модель оптоелектронного інтегрального обчислювального середовища з динамічно змінюваною архітектурою, що у випадку використання об'ємних міжз'єднань дозволить реалізувати обчислення комбінаційної функції 250 тисяч логічних змінних, забезпечуючи загальну продуктивність системи на рівні 21 10 операцій за секунду для існуючої елементної бази. | uk |
| dc.format.page | 42 л. | uk |
| dc.identifier.uri | https://ela.kpi.ua/handle/123456789/9065 | |
| dc.language.iso | uk | uk |
| dc.publisher | Національний технічний університет України "Київський політехнічний інститут" | uk |
| dc.publisher.place | Київ | uk |
| dc.status.pub | published | uk |
| dc.subject.udc | 004.31:004.22:534:621.382 | uk |
| dc.title | Основи створення оптоелектронних інтегральних обчислювальних середовищ для спеціалізованих комп’ютерних систем | uk |
| dc.type | Other | uk |
| thesis.degree.level | doctor | uk |
| thesis.degree.name | доктор технічних наук | uk |
| thesis.degree.speciality | 05.13.05 – комп’ютерні системи та компоненти | uk |