- 相關(guān)推薦
共享存儲可重構(gòu)計(jì)算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)
可重構(gòu)硬件操作系統(tǒng)BORPH提供的硬件進(jìn)程概念和以硬件為中心的執(zhí)行模型可極大地提高可重構(gòu)計(jì)算平臺的易用性.BORPH-N為BORPH的擴(kuò)展系統(tǒng),主要的擴(kuò)展是支持在共享存儲可重構(gòu)計(jì)算平臺上的運(yùn)行.BORPH-N為硬件進(jìn)程提供基于共享存儲、符合Unix語義的高性能進(jìn)程間通信支持:共享存儲和信號量.利用這兩項(xiàng)服務(wù),硬件進(jìn)程可與系統(tǒng)中其他所有軟件進(jìn)程和硬件進(jìn)程進(jìn)行交互.下面小編就為大家?guī)黻P(guān)于共享存儲可重構(gòu)計(jì)算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)的論文，歡迎大家借鑒!
摘 要：伴隨著網(wǎng)絡(luò)科學(xué)在信息時(shí)代中所起到的中流砥柱作用，計(jì)算機(jī)作為網(wǎng)絡(luò)科學(xué)中的重要組成部分與主要物質(zhì)載體，其地位得到了日益提高，并廣泛運(yùn)用于科技生活與日常生活。計(jì)算機(jī)的性能隨著時(shí)代的發(fā)展和技術(shù)的更新也在不斷地走向進(jìn)步，多功能化的表現(xiàn)在應(yīng)用領(lǐng)域中可謂淋漓盡致。在眾多的性能使用中，共享存儲可重構(gòu)計(jì)算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)便是其中一項(xiàng)最為可圈可點(diǎn)的成就。
關(guān)鍵詞：共享儲存;存儲可重構(gòu)計(jì)算機(jī);軟硬件通信;網(wǎng)絡(luò)科學(xué)
前言：網(wǎng)絡(luò)科技的發(fā)展日益迅猛，直接沖擊到人類對計(jì)算機(jī)使用效益的滿足程度，與此同時(shí)科研部門加速了針對計(jì)算機(jī)性能的開發(fā)與技術(shù)設(shè)備的更新，相關(guān)軟硬件產(chǎn)品爭奪市場份額的競斗愈演愈烈，使得網(wǎng)絡(luò)科技面對一種空前的發(fā)展快節(jié)奏�？芍貥�(gòu)計(jì)算機(jī)便是網(wǎng)絡(luò)科技中新的技術(shù)成就之一，這個(gè)機(jī)種對我國和世界的計(jì)算機(jī)發(fā)展起到過推波助瀾的作用，有力推動網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的進(jìn)步與飛躍，是當(dāng)今網(wǎng)絡(luò)科技研發(fā)領(lǐng)域中很有挖掘價(jià)值的研究方向。
一、開發(fā)可重構(gòu)計(jì)算機(jī)的作用
我國的計(jì)算機(jī)事業(yè)發(fā)展至今可謂成就不匪，可重構(gòu)計(jì)算機(jī)的使用則占據(jù)獨(dú)特的使用效益與歷史地位�？芍貥�(gòu)計(jì)算機(jī)在我國科技發(fā)展史上一直是對計(jì)算機(jī)性能研究中的重點(diǎn)課題和主要研發(fā)對象[1]。對于計(jì)算機(jī)進(jìn)行重構(gòu)具有諸多效益功能，除了可以提升計(jì)算的數(shù)據(jù)處理能力，還可以實(shí)現(xiàn)通信效率的最大化提升，讓計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)達(dá)到資源共享的效果和目的，同時(shí)還能優(yōu)化計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)設(shè)計(jì)，全面提升計(jì)算機(jī)的性能和使用價(jià)值，為人類提供更便捷的服務(wù)。
二、共享存儲可重構(gòu)計(jì)算機(jī)
計(jì)算機(jī)是網(wǎng)絡(luò)科技的驕子，可重構(gòu)計(jì)算機(jī)是計(jì)算機(jī)中的領(lǐng)軍技術(shù)，而共享存儲可重構(gòu)計(jì)算機(jī)又是可重構(gòu)計(jì)算機(jī)中的精華，是現(xiàn)代科技研發(fā)史上一項(xiàng)近乎偉大的發(fā)明創(chuàng)作。這個(gè)機(jī)種的生成便是根據(jù)計(jì)算機(jī)兩個(gè)關(guān)鍵部分的重構(gòu)而得來。這兩個(gè)關(guān)鍵部分并不陌生，就是計(jì)算機(jī)本體內(nèi)為人所熟知的軟件部分和硬件部分，而且兩者均依靠編程即可實(shí)現(xiàn)重構(gòu)[2]。在對這兩個(gè)部分進(jìn)行重組以后，即可最大程度地優(yōu)化計(jì)算機(jī)程序，讓計(jì)算機(jī)的性能得到最大幅度的提升與優(yōu)化。毫無疑問，共享資源可重構(gòu)計(jì)算機(jī)就是為了處理大規(guī)模數(shù)據(jù)而誕生的產(chǎn)物。雖然從以往的傳統(tǒng)科技水平上看，單純依賴軟硬件實(shí)現(xiàn)難以實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)計(jì)算機(jī)技術(shù)，而今共享儲存可重構(gòu)計(jì)算機(jī)的問世和發(fā)展，有效解決了復(fù)雜數(shù)據(jù)的處理理由，當(dāng)在普通計(jì)算機(jī)上實(shí)現(xiàn)的時(shí)候，只要依靠PCI-Express，通過其處理的相關(guān)數(shù)據(jù)，與FPGA相連，便能夠及時(shí)訪問到計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中的相關(guān)內(nèi)容，進(jìn)而全面優(yōu)化數(shù)據(jù)計(jì)算水平[3]。
三、軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)
在系統(tǒng)優(yōu)化的主要實(shí)現(xiàn)過程中，PFGA設(shè)備是主要原動力，同時(shí)輔之以Nios等數(shù)據(jù)，多種技術(shù)設(shè)備通力合作，計(jì)算的獨(dú)立方可實(shí)現(xiàn)并廣泛運(yùn)用于數(shù)據(jù)工作。要想提升優(yōu)化系統(tǒng)性能，保證可重構(gòu)計(jì)算機(jī)的良性運(yùn)作，就必須借助軟件與硬件的合力通信，來保障數(shù)據(jù)訪問的獨(dú)立性，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)性能的全面優(yōu)化。
(一)共享儲存的初步實(shí)現(xiàn)
在實(shí)現(xiàn)可重構(gòu)計(jì)算機(jī)的數(shù)據(jù)共享儲存的時(shí)候，首先要保證信號功能的全能性與動作的原子性，從而保證數(shù)據(jù)得以在安全的環(huán)境下被有效地訪問及使用，數(shù)據(jù)才能達(dá)到被人們共享的目的和愿望。這個(gè)過程看似步驟繁多，實(shí)際程序和任務(wù)并不十分復(fù)雜，只不過在操作的過程中需要注意使用總線的鎖定功能，從而保證原子的操作制約得以有效執(zhí)行。
(二)存儲的獨(dú)立訪問功能
計(jì)算機(jī)性能的發(fā)揮也具有共性與個(gè)性的兩面。如果說共享儲存功能的實(shí)現(xiàn)偏重于共性的一面，那么存儲數(shù)據(jù)的獨(dú)立訪問功能則偏向于個(gè)性的彰顯，這種功能正體現(xiàn)出共享儲存可重構(gòu)計(jì)算機(jī)的技術(shù)內(nèi)涵，突出較之普通計(jì)算機(jī)所具備的得天獨(dú)厚的優(yōu)勢。做好這一操作環(huán)節(jié)，首先要對計(jì)算機(jī)的總線進(jìn)行翻譯，然后依據(jù)翻譯出的信息查詢搜索準(zhǔn)確無誤的地址讓總線和計(jì)算機(jī)得以相互溝通，兩者內(nèi)在存有的地址能夠達(dá)成呼應(yīng)，計(jì)算機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)效率就自然會得到保障。如果兩者之間的地址一旦出現(xiàn)空口而產(chǎn)生聯(lián)系困難或聯(lián)系危機(jī)以至于出現(xiàn)數(shù)據(jù)處理錯(cuò)誤的時(shí)候，也不必張皇失措，利用PGD功能對當(dāng)中錯(cuò)誤的信息和頁面進(jìn)行嚴(yán)密檢查，即可迅速化險(xiǎn)為夷。同時(shí)相關(guān)的組間也可以對PFGA進(jìn)行重新計(jì)算，從而全面保障并提高計(jì)算機(jī)處理數(shù)據(jù)的效率和正確率。
四、優(yōu)化實(shí)現(xiàn)過程中需要注意的理由
然而，前途是光明的，道路卻是曲折的，科技飛躍的道路也是如此。依賴硬件設(shè)備與軟件功能的合力作用，實(shí)現(xiàn)共享資源可重構(gòu)計(jì)算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化，在分析其可能性因素的同時(shí)，自然也要注意其中的理由，進(jìn)而為計(jì)算機(jī)的運(yùn)用提供一個(gè)安全可靠的科技平臺與使用環(huán)境。而究其主要理由的主要著眼點(diǎn)，就是計(jì)算機(jī)種的一個(gè)重要組成部分——硬件操作系統(tǒng)。
(一)硬件操作系統(tǒng)不支持共享存儲平臺
由于硬件操作系統(tǒng)不支持共享存儲平臺，使得共享存儲的進(jìn)程通信方式共享環(huán)節(jié)難以維持，為計(jì)算機(jī)工作的效率帶來阻礙，所以硬件進(jìn)程與系統(tǒng)其他部分通信只能依靠消息傳遞方式的形勢得以運(yùn)作，效率相對低下。
(二)進(jìn)程數(shù)據(jù)對通用處理器的過度依賴
軟件與硬件在工作進(jìn)程間的數(shù)據(jù)傳輸仍然需要通用處理器加以制約，從而使得計(jì)算機(jī)運(yùn)作系統(tǒng)的工作成本增加，也增加了GPP的工作負(fù)擔(dān)。加之?dāng)?shù)據(jù)傳輸受限于GPP獲取數(shù)據(jù)的速度，嚴(yán)重阻滯了硬件操作系統(tǒng)自身的工作效能。這些因素都決定了這種運(yùn)轉(zhuǎn)方式要想取得高速度與高效率，還需一定的時(shí)日。
結(jié)論：網(wǎng)絡(luò)科技注定要在曲折和探索中發(fā)展進(jìn)步，這也就注定了共享儲存可重構(gòu)計(jì)算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)過程也不是一蹴而就的過程，還需要在未來歲月里歷經(jīng)科技創(chuàng)新的洗禮和研究者們的加倍努力。目前，國內(nèi)外學(xué)術(shù)界也紛紛涌現(xiàn)出了大量研究關(guān)注如何簡化與優(yōu)化共享資源可重構(gòu)計(jì)算機(jī)在通信過程中的各個(gè)環(huán)節(jié)以及對處理數(shù)據(jù)時(shí)提高其工作效率和正確概率。伴隨著各種可重構(gòu)科學(xué)器物的陸續(xù)涌現(xiàn)與廣泛使用，共享儲存可重構(gòu)計(jì)算機(jī)軟硬件通信逐漸成為國際計(jì)算機(jī)領(lǐng)域的新的熱點(diǎn)，大有引領(lǐng)未來網(wǎng)絡(luò)科技的趨向，成為信息時(shí)代里的新的里程碑。
參考文獻(xiàn)：
[1]荀長慶，楊乾明，文梅，等.共享存儲可重構(gòu)計(jì)算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)研究與發(fā)展，2013，8(8)：65.
[2]馬暢.共享存儲可重構(gòu)計(jì)算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)之我見[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2013，12(23)：81.
[3]王學(xué)寶，朱勇，鄭波祥.基于PFGA的Compact PCI Express通信接口模塊設(shè)計(jì)研究與實(shí)現(xiàn)[J].電子技術(shù)應(yīng)用，2010，1(1)：20-21.
【共享存儲可重構(gòu)計(jì)算機(jī)軟硬件通信的優(yōu)化實(shí)現(xiàn)】相關(guān)文章：
巖層通信的礦山通信機(jī)的實(shí)現(xiàn)10-08
技術(shù)實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)程交通信息通信10-08
淺談在計(jì)算機(jī)應(yīng)用專業(yè)中實(shí)現(xiàn)語文工具性的優(yōu)化論文10-04
計(jì)算機(jī)信息安全存儲與利用10-03
計(jì)算機(jī)存儲器分層結(jié)構(gòu)10-05