Fotonik ağlarla bağlı çok çekirdekli işlemciler için yüksek düzeyli mimari (HLA) standardında veri iletişiminin modellenmesi
Modeling of data communication in high level architecture-HLA for photonic network connected multi-core processors
Yazar: NEVZAT SEVİM
Danışman: YRD. DOÇ. DR. KAYHAN  İMRE
Hacettepe Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Bilgisayar Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2014
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control

Özet:
Çok büyük hesaplamalar gerektiren araştırmalar veya çok fazla işlem yetisi gerektiren benzetimler artık tek çekirdekli işlemcilerle çözülememektedir. İşlemcilerdeki çekirdek sayısı arttırılarak bu tür işlemlerin daha hızlı çözülmesi amaçlanmaktadır. Çok çekirdekli işlemciler kendilerine gelen işlemleri üzerlerindeki çekirdeklere paralel bir şekilde dağıtarak görevlerin daha kısa zamanda bitmesini sağlamaktadır.
Çok çekirdekli işlemciler birçok farklı problemin çözümünde etkin bir şekilde kullanılabilmektedir. Büyük ölçekli benzetimler, çok sayıda işlem gerektiren ileri düzey matematiksel problemler ve hava durumu hesaplama işlemleri gibi birçok problem koşut işlemle çok daha hızlı çözülebilmektedir ve bu problemlerin çözümüne yönelik birçok koşut işlem algoritması geliştirilmiştir. IEEE tarafından dağıtık simülasyonların geliştirilmesi için önerilen HLA (High Level Architecture) standardı ile uyumlu geliştirilen benzetimler de koşut işlem kullanıldığı zaman çok daha hızlı çalışabilmektedir.
High Level Architecture (HLA) bağımsız benzetimlerin entegrasyonunu kolaylaştıran bir standarttır. Bu standart sayesinde farklı platformlarda çalışan benzetimler uyum problemi yaşamadan birbirleriyle haberleşebilmektedir. Benzetimdeki her bir elemana federe denmektedir. HLA üzerinde çalışan RTI mekanizması federeler arasındaki her türlü iletişimi sağlamaktadır. Bu çalışmada RTI'ın federeler arasındaki üye olma mekanizmasını yöneten deklarasyon yönetimi ve veri iletişimini yöneten nesne yönetimi servisleri için çözüm yaklaşımı anlatılmıştır. Bununla birlikte nesne yönetimi servisinin benzetimi yapılarak etkinliği ölçülmüştür. Üstelik önerdiğimiz yöntem, veri dağıtımı için kullanılabilecek etkin yöntemlerden biri olan hasır yöntemi ile karşılaştırılmıştır.
Fotonik ağlar, verilerin çekirdekler arasında elektrik sinyalleri ile değil de ışık sinyalleri ile iletildiği ağlardır. Daha henüz laboratuvar ortamında olsa da, işlemciler üzerindeki çekirdeklerin kendi aralarındaki veri iletişiminde de fotonik ağlar kullanılabilmektedir. Bu ağlar yüksek performansları ve az enerji harcamaları sayesinde geleceğin teknolojisi olarak gösterilmektedir. Bu tez kapsamında önerilen yöntemlerde fotonik ağlar kullanılmıştır. 
Bu çalışma ile HLA'de veri iletişimi için önerilen yöntemin olumlu ve olumsuz tarafları incelendi. Yöntemin olumsuzluklarını azaltmak için hasır yapısının nasıl kullanıldığı anlatılmıştır. Sistem gereksinimleri göz önünde bulundurularak hangi yöntemin kullanılmasının daha mantıklı olacağı incelenmiştir.

Abstract:
Simulations that require complicated computational capability or massive calculations cannot be performed without the aid of multi-core processors. Increasing the number of cores in processors is the essential method to overcome such problems. Multi-core processors distribute the incoming processes to each single core and perform parallel computing in order to complete tasks more rapidly.
Multi-core processors can be used effectively in the solution of various problems. Numerous parallel processing algorithms have been developed for the solution of these problems and many problems can be solved much faster by parallel processing; such as large-scale simulations, advanced mathematical problems and weather condition computations. HLA (High Level Architecture) that is recommended for development of distributed simulations by IEEE is a standard which can operate much faster by using parallel processing.  
High level architecture (HLA) is a standard that is used for distributed simulations. It facilitates the administration of complicated simulations. By courtesy of HLA, simulations that are running on different platforms can communicate with each other without having compatibility problems. The RTI mechanism which works on HLA provides all kinds of communications among federates. Any application in the simulation is called a federate. In this study, methods are proposed for declaration service which manage the RTI's subscription mechanism among federates and object management service which leads the data communication. In addition, object management service is implemented and tested. Furthermore, the method that we suggest is even compared with mesh method which is considered to be one of the effective methods for data distribution.
Photonic networks is the networks where the data is transmitted in between cores  by light signals instead of electrical ones Even in the laboratory yet, photonic networks can be used for data communication in between cores seated on the chip. These nework is shown as the future technology  due to high performance and low energy consumption. The routing problem of data between cores can be solved efficiently with photonic networks. In this thesis scope, photonic networks has been used in the proposed methods.
In this study, we have examined the advantages ans disadvantages of the pattern that we recommend for data communication in RTI. To reduce the disadvantages of the pattern, we explain how we use mesh method. By considering the system requirements, we have evaluated which method is more reasonable.