DOI: 10.17586/2226-1494-2018-18-6-1023-1033


УДК004/27

ОТКРЫТЫЕ DATAFLOW-СИСТЕМЫ С СЕТЕВОЙ СТРУКТУРОЙ

Ланцов Р. А.


Читать статью полностью 
Язык статьи - русский

Ссылка для цитирования: Ланцов Р.А. Открытые dataflow-системы с сетевой структурой // Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики. 2018. Т. 18. № 6. С. 1023–1033. doi: 10.17586/2226-1494-2018-18-6-1023-1033

Аннотация
Рассмотрены открытые вычислительные системы, позволяющие по мере необходимости путем механического добавления новых конструктивных единиц наращивать производительность и память, не затрагивая существующей программной среды. Такие системы основаны на применении специальной функционально полной элементной базы (планировщик, функтор, коммуникатор и др.), реализующей параллельную обработку с использованием управляющих потоков данных (dataflow), когда вместе с данными переносятся и необходимые фрагменты программы. Для этого при обнаружении готовности к запуску определенной процедуры (в планировщике есть все необходимые для нее данные) в планировщике раскрывается соответствующий фрагмент программы – оператор, который затем передается вместе с данными в свободное исполнительное устройство – функтор. Результат всегда возвращается по тому же маршруту, по которому происходила активация процедуры. Рассмотрены варианты компоновки открытых систем с использованием двух конструктивных единиц – ячеек на приведенной элементной базе, и серверов, собранных из этих ячеек. Использована двухуровневая распределенная коммутационная среда. На уровне ячеек она обеспечивается транзитными свойствами планировщиков и функторов, а на уровне серверов – коммуникаторами, входящими в состав ячеек. Выделены три типа ячеек, позволяющих наращивать функции вычислительных систем: ячейки для увеличения числа шлюзов, используемых для обмена с внешней средой; ячейки для расширения управляющей и оперативной памяти; ячейки для повышения производительности. Отказ от сосредоточенной коммутационной среды позволил наращивать вычислительные системы независимо и без ограничения на их размеры. Описана трехмерная структура открытой системы, которая может быть использована для построения суперкомпьютеров.

Ключевые слова: открытые системы, dataflow-архитектура, операторный уровень управления, планировщик, функтор, коммуникатор

Список литературы
  1. Ланцов Р.А. 3-уровневая dataflow-архитектура для обработкибольших потоков сигналов // Инновационные внедрения в области технических наук. Москва, 2018. С. 7–12.
  2. Питерсон Дж.Теория сетей Петри и моделирование систем. М.: Мир, 1984. 264 с.
  3. Dennis J.B., Misunas D.P. A preliminary architecture for a basic data flow processor // ACM SIGARCH Computer
    Architecture News. 1974. V. 3.N 4.P. 126–132. doi: 10.1145/641675.642111
  4. Ланцов Р.А. Dataflow-архитектура для обработки
    сигналов сегодня и в перспективе // Вестник КГТУ
    им. А. Туполева. 2016. № 3. С. 141–149.
  5. Стрельцов Н.В. Организация мультиклеточной обработки // Труды IV Международной научной конференции
    «Параллельные вычисления и задачи управления».
    Москва, 2008.
  6. Young S.D., Wills R.W.Performance Analysis of a Large-Grain Dataflow Scheduling Paradigm. NASALangley,
    Virginia, 1993. 8 p.
  7. Климов А., Окунев А., Степанов А.Исследование
    возможностей управления распределением вычислений по вычислительным модулям [Электронный ресурс]. URL: ipmce.ru/about/press/articles/issled_rasvich, своб.
    (датаобращения: 03.10.2018).
  8. Климов А.В., Окунев А.С., Степанов А.М. Проблемы развития модели вычислений dataflowи особенности ее архитектурной реализации [Электронный ресурс]. URL: ipmce.ru/about/press/articles/problem_dataflow, своб. (датаобращения: 03.10.2018).
  9. ДмитриенкоН.Н., Каляев И.А. и др. Система многопроцессорных вычислительных систем с динамически
    перестраиваемой структурой [Электронный ресурс].
    Таганрог.URL: fpga.parallel.ru/papers/dmitrenko.pdf, своб. (дата обращения: 03.10.2018).
  10. Voigt S., Baesler M., Teufel T. Dynamically reconfigurable dataflow architecture for high-performance digital signal
    processing // Journal of Systems Architecture. 2010. V. 56. N 11. P. 561–576. doi: 10.1016/j.sysarc.2010.07.010
  11. Ланцов А.Л., Ланцов Р.А. Использование ПФ-сетей для скоростных математических вычислений // Вестник КГТУ им. А. Туполева. 2016. № 4. С. 125–135.
  12. Ланцов Р.А. Основы параллельного управления в ПФ-сетях //Вестник КГТУ им. А. Туполева. 2017. № 1. С. 96–105.
  13. Ланцов А.Л., Ланцов Р.А.Реализация быстрого преобразованияФурье в ПФ-сетях // Вестник КГТУ им. А. Туполева. 2017. № 1. С. 106–115.
  14. Демичев А.П., Ильин В.А., Крюков А.П. Введение в
    грид-технологии. ПрепринтНИИЯФМГУ-2007-11/832.


Creative Commons License

This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License
Информация 2001-2019 ©
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и оптики.
Все права защищены.

Яндекс.Метрика