УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ ДАННЫХ

Полезная модель относится к области вычислительной техники, а более конкретно к устройствам обработки данных.
Известно устройство обработки данных, содержащее вычислитель, в котором реализуются параллельные вычисления. [Кирдин А.Н. Идеальная ансамблевая модель параллельных вычислений - Нейроинформатика и ее приложения. - Красноярск, КГТУ. - 1997].
Недостатком аналога является то, что параллельные вычисления сводятся к «распараллеливанию» последовательных алгоритмов при наличии однотипных операций над однотипными данными, а самим «распараллеливанием» невозможность управлять.
Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство обработки данных, содержащее трехмерный интегрированный полупроводниковый вычислитель, обеспечивающий параллельную обработку данных. [Горбунова Е.О. Финитность и детерминированность простых программ для кинетической машины Кирдина. - Методы информатики. - Красноярск, КГТУ. - 1998. - 205 с.].
Недостатком прототипа является невозможность управления процессом последовательных вычислений по схеме реализации идеологии «однотипные задания для разных элементов».
В основу полезной модели положена техническая задача, состоящая в том, чтобы обеспечить возможность управления процессом параллельной обработки данных.
Поставленная задача решается тем, что в устройстве обработки данных, содержащем трехмерный интегрированный полупроводниковый вычислитель, согласно предложенной полезной модели, вычислитель содержит, по меньшей мере, два двухмерных интегрированных полупроводниковых модуля, связанных между собой в трехмерную структуру, вычислитель дополнительно снабжен системной двухмерной интегрированной управляющей полупроводниковой платой, выполненной с возможностью реализации функций по перераспределению сигнала между интегрированными полупроводниковыми модулями для обеспечения вычисления по параллельному, последовательному или параллельно-последовательному алгоритму, которая связана с каждым из двухмерных интегрированных полупроводниковых модулей.
Введение в устройство интегрированных полупроводниковых модулей, связанных между собой в 3d-структуру и управляющей полупроводниковой платой обеспечивают возможность управления процессом параллельной обработки данных за счет возможности управления «распараллеливания» процесса вычислений.
Сущность полезной модели поясняется фиг. 1, где показана схема устройства обработки данных.
Устройство обработки данных содержит трехмерный интегрированный полупроводниковый вычислитель (1), содержит, по меньшей мере, два двухмерных интегрированных (2d-интегрированных) полупроводниковых модуля (2), связанных между собой в трехмерную 3d-структуру (3), вычислитель (1) дополнительно снабжен системной 2d-интегрированной управляющей полупроводниковой платой (4), связанной с каждым 2d-интегрированным полупроводниковым модулем (2).
Устройство обработки данных работает следующим образом.
На системную 2d-интегрированную управляющую полупроводниковую плату 4 подается внешнее управляющее воздействие. Системная 2d-интегрированная управляющая полупроводниковая плата 4 перераспределяет сигнал между интегрированными полупроводниковыми модулями (2). Кинетическая модель параллелизма изложена, в частности, в источниках (1-4). В зависимости от управляющего воздействия происходит вычисление по параллельному, последовательному или параллельно-последовательному алгоритму.
Использование системной двухмерной интегрированной управляющей полупроводниковой платы дает возможность осуществлять следующие типы обработки информации в устройстве по параллельному, последовательному или параллельно-последовательному алгоритму:
1. Последовательная обработка:
- в устройство поступает нужный набор слов;
- внутри устройства происходит его обработка;
- из устройства выводится модифицированный набор слов;
- устройство готово к приему нового набора слов или оно полностью закрывается.
2. Параллельная обработка:
- устройство постоянно готово к приему новых слов, которые включаются в процесс, происходящий внутри устройства;
- время от времени устройство выбрасывает в основной ансамбль слова - продукты своего производства.
3. Конвейерная обработка:
- в устройство постоянно поступают новые слова, которые обрабатываются в ней, не взаимодействуя;
- после обработки эти слова поступают на выход, независимо друг от друга.
Таким образом переход от 2d-структуры к 3d-структуре реализуется посредством параллельного соединения нескольких 2d-структур. Чем больше 2d-структур, тем выше скорость обработки данных.
Применение предложенного устройства обработки данных обеспечивает не только «распараллеливание» процесса последовательных вычислений, но и возможность управления процессом недетерминированного и параллельного вычисления.
Источники:
1. Кирдин А.Н. Идеальная ансамблевая модель параллельных вычислений // Нейроинформатика и ее приложения. Тезисы докладов V Всероссийского семинара. - Красноярск, КГТУ, 1997. С. 101.
2. Е.О. Горбунова. К вопросу об алгоритмической универсальности кинетической машины Кирдина // Нейроинформатика и ее приложения. Тезисы докладов VI Всеросс. Семинара - Красноярск, КГТУ, 1998. С. 47-48
3. Горбунова Е.О. Формальная модель параллельного кинетического компьютера // Материалы конференции молодых ученых КНЦ СО РАН - Красноярск: ИВМ СО РАН, 2000. - С. 11-14;
4. Горбунова Е.О. Вычислительная модель бесструктурного параллелизма // Материалы второго научно-практического семинара «Новые информационные технологии»; Московский государственный университет электроники и математики. - М.: МГИЭМ, 1999. С. 4-13.