簡(jiǎn)析共享存儲可重構計算機的優(yōu)化的研究論文
1 共享存儲的可重構計算機介紹
可重構計算機主要由硬件和軟件兩部分組成。硬件方面主要是指編程的重新配置。硬件和軟件部件較為相像。軟件和硬件的結合是目前的最先進(jìn)的系統模型，它的功能是只有軟件或硬件的一部分完全無(wú)法實(shí)現的�？芍貥嬘嬎銠C能夠完全取代了舊的程序模式，豐富和發(fā)展原有的計算機模型。加快計算機方面的發(fā)展和革新，從積累實(shí)現的過(guò)程中一個(gè)質(zhì)的飛躍。然而，由于目前的技術(shù)水平還沒(méi)有達到一個(gè)較高的水平，因此，為了實(shí)現可重構計算機，需要找到相關(guān)技術(shù)人員在當前技術(shù)的基礎之上，以實(shí)現一個(gè)有針對性的研究來(lái)研究可重構計算機。面臨的信息量的增加，以及它們的應急處理的其他方面是當前共享存儲重構的計算機的主要問(wèn)題。對于普通用戶(hù)來(lái)說(shuō)，可重構計算機系統主要是基于PCIE(和基于計算機的)，通過(guò)相關(guān)的網(wǎng)絡(luò )數據的處理和分析，等等。被連接到PCIE 和FPGA，然后讓FPGA 訪(fǎng)問(wèn)系統的內容，計算出的數據信息就是用戶(hù)需要的。
2 共享存儲可重構計算機要點(diǎn)
2.1 計算機硬件粒度
硬件粒度是對計算機進(jìn)行集中的、硬件方面的綜合進(jìn)行的相對完整的描述。在可重構計算機系統重新配置的硬件的集中量，要素的整合將確定硬件的利用是否高效。正常情況下，硬件的數量與其效率是成反比的情況，所使用的硬件的數量是較少的，使用效率將越高。換句話(huà)說(shuō)，如果可重構計算機使用較少的硬件，那么相應的操作效率將得到改善，這種情況將被認為是提高了硬件的粒度，相反也是這樣的情況。此外，如果計算機硬件的粒度增加，則伴隨而來(lái)增加的效率將使得應用更加強大，并在同一時(shí)間，使硬件的使用量變少，降低成本�？墒乾F在，計算機硬件的粒度是相對稀缺的。如果設計了更加簡(jiǎn)單的電路，就需要更加注重邏輯門(mén)，包括有以下的邏輯：非門(mén)，與門(mén)，或門(mén)，或非門(mén)，與非門(mén)，等。為了更好的設計出更加簡(jiǎn)單的電路，部分研究者認為，或許可以將一般意義的可重構計算機(FPGA)的主要單位，使用乘法器和算術(shù)邏輯單元來(lái)進(jìn)行代替。這樣設計可重構計算機系統單元會(huì )使得算法更加抽象，因為它是由算術(shù)單元來(lái)實(shí)施的重構，也被叫為功能塊計算機;此外，通過(guò)FPGA 和相關(guān)的計算機組件和重構，可以極大地使FPGA 的優(yōu)點(diǎn)得到發(fā)揮，提升計算機的能力。這種設計通常被稱(chēng)為網(wǎng)絡(luò )表計算機。
2.2 處理器與硬件之間的距離
在該過(guò)程的操作階段完成可重構計算機，計算機系統仍需要進(jìn)一步對功能進(jìn)行完善和增強，以確保其有效運轉。比如，系統會(huì )檢查是否連接到總線(xiàn)硬件接觸良好，能否支持中央處理器有效工作。只有完善了硬件和中央處理器CPU，才能在真正意義上實(shí)現對于計算機通信的提升。
2.3 可重構計算機的容量分析
整體地看，可重構計算機在硬件方面對數量壓縮，重新設計計算機系統，從而達到重構、增強計算機功能的作用。然而，那僅僅是理想的狀況，在現實(shí)中會(huì )存在很多差異。所以軟件和硬件的選擇是非常重要的，這種選擇會(huì )在很大程度上影響計算機的功效。此外，其綜合實(shí)力還會(huì )受到技術(shù)人員的水平的影響。
3 共享存儲可重構計算機的優(yōu)化措施
共享存儲可重構計算機主要是以 FPGA為載體，利用 NIOS2 對數據以及信號進(jìn)行協(xié)助處理，然后通過(guò)獨立的計算完成其工作內容。同時(shí)，由于缺少足夠的NIOS2 的頻率，所以最終會(huì )有較短的代碼。和NIOS2 不同，GPP 在真實(shí)的運作中，會(huì )要求計算機提供更大的計算能力。因此，為了實(shí)現該共享存儲器可以被構造為優(yōu)化的可重構計算機，有必要確保NIOS2 和虛擬地址同時(shí)獨立。
3.1 訪(fǎng)問(wèn)獨立虛擬存儲
獨立虛擬存儲包括兩個(gè)方面的內容：
(1)翻譯和查閱地址;(2)核算、傳送、統計數據。地址轉換和訪(fǎng)問(wèn)，是在翻譯的同時(shí)，總線(xiàn)對PICE 進(jìn)行設置，然后綜合它的表格數據和地址，將其相互呼應。從而使得工作效率有所保證。PTE 和PGD 是對實(shí)際地址和虛擬地址的映射。而CEH是解答錯誤項。在處理期間，GPP 獲知錯誤故障。PCIE 可以轉換數據總線(xiàn)，它的特點(diǎn)是效率很低。為此，FPGA 可由應用程序組件的方法來(lái)計算，以提高其工作的質(zhì)量和效率。
3.2 加強計算機的同步存儲
POSIX 信號可以實(shí)現同步存儲，它是一個(gè)16B 的整形變量。對POSIX 的有效訪(fǎng)問(wèn)需要訪(fǎng)問(wèn)語(yǔ)句是原子的。因此，他們要求在原報表的操作設計人員，要確保執行的原子操作。即當一個(gè)操作要對內存進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)的時(shí)候，只有它自己能夠訪(fǎng)問(wèn)，而別人是不能再同一時(shí)間進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)的。這樣可以確保訪(fǎng)問(wèn)過(guò)程不出錯。3.3 評測共享存儲可重構計算機的性能在實(shí)現各個(gè)部分的優(yōu)化過(guò)程后，需要對所有的工作進(jìn)行最終的評測，來(lái)確保實(shí)現優(yōu)化計算機的目標。為此，可以進(jìn)行以下一些方面的評測：(1)評測遠程服務(wù)系統。 (2)評測操作流程的流暢程度。(3)評測虛擬訪(fǎng)問(wèn)能力。(4)整體對共享存儲可重構計算機的性能進(jìn)行分析。
經(jīng)過(guò)以上四個(gè)方面的分析和評測，可以及時(shí)發(fā)現在設計和實(shí)現過(guò)程中發(fā)生的各種錯誤和遺漏，從而及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)，以期達到設計之初的目標。
4 總結
綜上所述，對可重構計算機的研究和發(fā)展，可以使我國進(jìn)一步在信息技術(shù)領(lǐng)域取得更進(jìn)一步的發(fā)展，與世界高新技術(shù)水平和研究水平學(xué)習，然后自主創(chuàng )新，實(shí)現高新科技帶動(dòng)的快速發(fā)展，從而更好地服務(wù)于我國的經(jīng)濟建設。在這一方面，我國目前仍然有很長(cháng)的路需要走，但是我們的科研人員艱苦樸素，腳踏實(shí)地，定能在可重構計算機方面取得不俗的進(jìn)展。
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