Артикул: 41658

Проектирование высокопроизводительных проблемноориентированных вычислительных систем: монография

Автор: Гузик В. Ф. , Ляпунцова Е. В. , Беспалов Д. А. , Поленов М. Ю.

Год: 2017

Издательство: Издательство Южного федерального университета

Место издания: Ростов-на-Дону|Таганрог

ISBN: 978-5-9275-2341-2

Страниц: 518

Форматы: PDF

цена: 775 руб.

Монография посвящена современным проблемно-ориентированным вычислительным системам различного типа. Рассмотрены суперЭВМ и классические многопроцессорные системы. Кроме того, приведены арифметические и алгоритмические основы проблемно-ориентированных вычислительных систем, в том числе систем цифровой обработки сигналов. Приведенные в монографии результаты научных исследований позволят в полной мере изучить методы проектирования высокопроизводительных проблемно-ориентированных вычислительных систем. Книга предназначена для студентов технических специальностей, магистрантов и аспирантов, а также разработчиков современных средств вычислительной техники.

ВВЕДЕНИЕ
1. ЭВМ, СУПЕРЭВМ И КОМПЬЮТЕРНЫЕ СИСТЕМЫ ДЛЯ РЕШЕНИЯ СЛОЖНЫХ ТЕХНИЧЕСКИХ, ЭКОНОМИЧЕСКИХ И СОЦИАЛЬНЫХ ЗАДАЧ
1.1. Создание и развитие суперЭВМ за рубежом
1.1.1. История развития суперЭВМ
1.1.2. Пятерка самых мощных суперкомпьютеров на сегодняшний день
1.1.3. Перспективы развития суперкомпьютеров
1.1.4. Суперкомпьютер Tianhe-2
1.2. Эксафлопные технологии
1.3. Этапы развития отечественных ЭВМ
1.3.1. Развитие отечественных ЭВМ в советский период
1.3.2. Развитие ЭВМ в современной России
1.3.3. Отечественный суперкомпьютер «СКИФ МГУ»
1.3.4. Применение суперкомпьютеров в России
1.3.5. РАН создала мощный суперкомпьютер
1.4. Кластерные системы
1.5. Суперкомпьютерная программа СКИФ как пример кластерной системы
2. КЛАССИЧЕСКИЕ МНОГОПРОЦЕССОРНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ (МВС) И СОВРЕМЕННЫЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫЕ МНОГОПРОЦЕССОРНЫЕ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ С ПРОГРАММИРУЕМОЙ АРХИТЕКТУРОЙ (МВС ПА)
2.1. Многопроцессорные вычислительные системы, построенные на процессорах фоннеймановской концепции
2.2. Примеры организации вычислительного процесса процедурным методом
2.2.1. Операция сложения-вычитания
2.2.2. Умножение от младших разрядов множителя
2.3. Процедурно-структурный принцип построения вычислительных систем
2.4. Многопроцессорные вычислительные системы с программной архитектурой (МВС ПА)
2.5. Набор крупных операций микропроцессора для МВС ПА
2.6. Концепция и принципы организации многопроцессорных вычислительных систем с программируемой архитектурой
2.7. Организация математического обеспечения МВС с программируемой архитектурой
2.7.1. Основы математического обеспечения современных многопроцессорных вычислительных систем с программируемой архитектурой
2.7.2. Организация машинных языков высокого уровня и технология программирования МВС с программируемой архитектурой
2.7.3. Организация параллельных вычислительных процессов в МВС с программируемой архитектурой
2.8. Организация математического обеспечения МВС с процедурно-структурной организацией вычислений
2.8.1. Использование МВС в качестве акселераторов вычислений для систем моделирования
2.8.2. Организация распределенной реализации структурных программ на многопроцессорном акселераторе вычислений
2.8.3. Организация распределенной реализации процедурных программ на многопроцессорном акселераторе вычислений
2.8.4. Организация параллельного программирования для многопроцессорного акселератора
3. АРИФМЕТИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ ПОСТРОЕНИЯ ПОВС И СИНТЕЗ ОПЕРАЦИОННЫХ УСТРОЙСТВ В ЗНАКОРАЗРЯДНЫХ СИСТЕМАХ СЧИСЛЕНИЯ
3.1. Сверхпараллельные сумматоры
3.2. Быстродействующие умножители
3.3. Высокоскоростные операционные устройства в знакоразрядных системах счисления
3.3.1. Общие положения
3.3.2. Преобразование двоичных чисел в избыточную систему счисления
3.3.3. Обратное преобразование числа из избыточной двоичной знакоразрядной системы счисления в двоичную
3.3.4. Выполнение арифметических операций сложения в знакоразрядной избыточной двоичной системе счисления (ДИЗСС)
3.3.5. Выполнение арифметических операций умножения в знакоразрядной избыточной двоичной системе счисления (ДИЗСС)
3.4. Сумматор в ДИЗСС с плавающей точкой
3.5. Организация полноразрядного умножения полей
3.5.1. Метод последовательного формирования частичных произведений
3.6. Параллельные системы
3.6.1. Выполнения операции суммирования
3.6.2. Выполнение операции вычитания
3.6.3. Выполнение операции умножения в коде "опережающий перенос"
3.7. Код в остатках
3.7.1. Представление чисел в коде в остатках
3.7.2. Сложение, вычитание в коде в остатках
3.7.3. Преобразование чисел в код в остатках и из кода в остатках в позиционную систему счисления
4. АЛГОРИТМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ И СОВРЕМЕН-НЫЕ СПОСОБЫ ПРОЕКТИРОВАНИЕ ВЫСОКОПРОИЗВОДИТЕЛЬНЫХ ПРОБЛЕМНО-ОРИЕНТИРОВАННЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ ДЛЯ ЦИФРОВОЙ ОБРАБОТКИ СИГНАЛОВ
4.1. Этапы проектирования проблемно-ориентированных систем
4.1.1. Этап постановки задачи
4.1.2. Этап формирования технического задания
4.1.3. Этап выбора методов решения задачи
4.1.4. Этап системного проектирования ПОВС
4.1.5. Этап структурного проектирования ПОВС
4.1.6. Этап схемотехнического проектирования
4.1.7. Этап корректировки проекта
4.2. Цифровые сигналы и системы
4.2.1. Основные характеристики цифровых сигналов
4.2.2. Примеры цифровых сигналов
4.2.3. Квантование и дискретизация сигналов
4.2.4. Z-преобразование
4.3. Дискретные линейные системы
4.3.1. Импульсная характеристика линейной системы
4.3.2. Передаточная функция линейной системы
4.3.3. Частотная характеристика линейной системы
4.3.4. Дискретная свертка линейной системы
4.3.5. Уравнение линейной системы
4.4. Проблемно-ориентированные вычислительные системы цифровой обработки сигналов на основе линейных фильтров
4.4.1. Основные положения
4.4.2. Описание линейных фильтров
4.4.3. Структуры линейных фильтров
4.4.4. Расчет и реализация КИХ-фильтров
4.4.5. Аналитический расчет и моделирование цифровых фильтров
4.4.6. Программная реализация цифровых фильтров
4.4.7. Аппаратная реализация цифровых фильтров
4.5. Проблемно-ориентированные вычислительные системы цифровой обработки сигналов для спектрального анализа
4.5.1. Основные положения
4.5.2. Формы представления рядов Фурье
4.5.3. Примеры разложения в ряд Фурье различных сигналов
4.5.4. Фурье-преобразование последовательности треугольных импульсов
4.5.5. Фурье-преобразование цифровых сигналов
4.5.6. Дискретное преобразование Фурье с прореживанием по времени
4.5.7. Дискретное преобразование Фурье с прореживанием по частоте
4.5.8. Обратное дискретное преобразование Фурье цифровых сигналов
4.5.9. Аналитический расчет и моделирование цифрового преобразования Фурье
4.5.10. Программная реализация преобразования Фурье
4.5.11. Аппаратная реализация преобразования Фурье
4.5.12. Генерация блоков Фурье-преобразования с аппаратным решением на базе QuartusAltera
4.5.13. Генерация аппаратного решения средствами QuartusII
4.6. Проблемно-ориентированные вычислительные системы цифровой обработки сигналов методами вейвлет-анализа
4.6.1. Основные положения
4.6.2. Теоретические основы вейвлет-анализа
4.6.3. Программирование алгоритмов быстрого вейвлет-преобразования для процессоров цифровой обработки сигналов
5. ЭЛЕМЕНТНАЯ БАЗА МНОГОПРОЦЕССОРНЫХ ВЫЧИСЛИТЕЛЬНЫХ СИСТЕМ С ПРОГРАММИРУЕМОЙ АРХИТЕКТУРОЙ И ОБРАЗЦЫ ПОВС НА ИХ ОСНОВЕ
5.1. Микропроцессорный комплект больших интегральных схем с программируемой структурой
5.1.1. Микропроцессоры с программируемой структурой и универсальным набором крупных операций
5.1.2. Коммутационная система МВС с программируемой архитектурой
5.1.3. Организация памяти в МВС с программируемой архитектурой
5.2. Первый комплект БИС для МВС с программируемой архитектурой
5.2.1. Микросхема микропроцессора 1815 ВФ3
5.2.2. Микросхема матричного коммутатора КМ 1509 КП1
5.2.3. Большая интегральная микросхема ортогональной регистровой памяти К1517 ИР1
5.3. Многопроцессорная вычислительная система с программируемой архитектурой
5.3.1. Технические параметры ПВК-460
5.3.2. Система программного обеспечения
5.3.3. Эксплуатационные параметры
5.4. Второе поколение микросхем ЦОС мультипроцессорных систем цифровой обработки сигналов
5.4.1. Дальнейшее развитие первого комплекта БИС
5.4.2. Структура микропроцессора 1582 ВЖ3-0034
5.4.3. Ортогональная память (БИС ОРП 4.601 ВЖЗ – 0032)
5.4.4. Проектирование коммутаторов (БИС ЦМК К1029; 4.601 ВЖ3-0106)
5.5. Малогабаритные проблемно-ориентированные комплексы МВС ПА
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
СОДЕРЖАНИЕ
ПРИЛОЖЕНИЯ
ПРИЛОЖЕНИЕ А
А 1. Основной модуль
А 2. Модуль задержки
ПРИЛОЖЕНИЕ Б
Б 1. Модуль FFT.H
Б 2. Модуль FFT.С
ПРИЛОЖЕНИЕ В
В 1. Модуль FFTbeh.VHD
В.2. Модуль FFTtst.VHD
В 3. Модуль SQ_GEN.VHD
В 4. МодульTO_POLAR.VHD

Все отзывы о книге

Чтобы оставить отзыв, зарегистрируйтесь или войдите