用软硬结合的方法克服流水线的障碍之四——条件运算和顺序下标表处理

本文讨论高度重叠流水线计算机中两种全局性相关及其解决办法。最后,讨论它们与阵列机的“屏蔽位”和“与处理单元有关的局部变址”算法上的一致性,以及它们与向量机的“运算控制向量”和“间接控制向量”的一致性。     

纵横加工流水线向量机的交叉问题及其解决

本文从单指令流-单数据流计算机上的“标准高级语言向量扩充语言”上的“交叉”问题的解决方法,“语句限制”出发,讨论了通常向量机(纵向加工)及纵横加工流水线向量机中的交叉问题及其处理办法。     

阵列机在星载SAR成象系统中的应用

阵列机以其并行处理技术和流水线技术适应ＳＡＲ成象处理的向量特性及大量浮点运算特性。本文主要介绍阵列机在ＳＡＲ成象中的应用及在国内首次研制成功的阵列机ＳＡＲ成象处理器。     

阵列机在星载SAR成象系统中的应用

阵列机以其并行处理技术和流水线技术适应ＳＡＲ成象处理的向量特性及大量浮点运算特性。本文主要介绍阵列机在ＳＡＲ成象中的应用及在国内首次研制成功的阵列机ＳＡＲ成象处理器。     

面向流水线向量机的某些并行算法的实现与分析

本文首先拟出特定的流水线向量机模型,继而以两种典型题目为例,给出其并行计算格式和程序流程,最后对算法的实现和效率进行分析与讨论。旨在探讨充分发挥流水线向量机硬件资源的特点来进行并行计算的途径。     

通用细胞结构巨型机——虚共存细胞结构纵横加工向量机(所谓“微处理机”组合巨型机的一种有效算法和结构)

本文讨论新型通用巨型机——“共存细胞结构纵横加工向量机”的进一步发展:另一种“通用虚共存细胞结构纵横加工向量机”,其子系统与多维阵列机等价。本文从中小规模集成电路为基础的纵横加工向量机(m×n_p 型)为出发点,简略介绍了由于“超大规模集成电路”的物质基础的发展趋势而引入的共存细胞结构纵横加工向量机(m×n型,m×n_p 型),是一类具有“多数据流”和“多指令流”两种并行方式的新型向量机。在此基础上,为了大幅度提高解题速度的需要,也就是,大幅度扩大台数的需要,本文重点介绍一种新型巨型机,可以多达成千上万个细胞单元的“虚共存加共存”式的细胞结构纵横加工向量机,并讨论了它的一个子系统与多维阵列机的等价性。从另一角度说,本文提出一类用成千上万台“微处理机”(更准确地说是“细胞单元”)构成的巨型机系统的使用方法。本文还讨论了这类新型巨型机系统的话言,主要算法,对应的主要指令,细胞单元的主要功能,以及“共存”、同步、数据传输联线组数与传输步数等问题。     

应用于小型数组机的SOP加法器

<正> 在复数组乘、矩阵乘、快速付立叶变换等向量运算中,有巨量的连续的乘加运算。矩阵运算和快速付立叶变换都是计算机应用中的难题,而复数运算又是快速付立叶变换的基础。在大型向量机中,解决这些问题的一种主要方法是采用流水线型运算器来缩短数组运算的平均时间。而70年代 Cray—1中出现的多流水线“链接”技术又使连续数组运算得以真正地“同时”进行,使这些向量运算的平均速度获得了极大的提高。然而,由于流水线运算器要消耗大量的器材,小型数组机很难采用它。为了提高对     

纵横加工向量机的交叉问题及其解决

本文从“单指令流——单数据流”计算机上的“标准高级语言向量扩充语言”上的“交叉”问题的解决方法:“语句限制”出发,讨论了通常向量机(纵向加工)及“纵横加工向量机”中的交叉问题及其处理办法。     

关于外围处理机的几个问题

一、问题的提出为了从体系逻辑上提高计算机的性能和运算速度,现在的大型机普遍采用了重迭和并行技术。从简单重迭到流水线,从串行计算到并行计算,到目前出现的并行结构的计算机,如向量处理机(如 STAR-100、ASC、CRAY-1)、阵列部件(FACOM 230-75)、阵列机(ILLIAC-Ⅳ)以及其他的多处理机系统就是例子。当前,机器内部的高速度与外部的低速度的矛盾是突出的。早期计算机的设计是以运算器为中心进行的,即内外数据通过运算器交换。     

直接执行高级向量语言计算机

本文探讨直接执行高级向量语言计算机的现实性,并讨论一类有利于这种现实性的计算机——向量机对高级语言的直接执行。 随着器件的飞速发展,不久将来,从计算器开始,部分的微处理机、小型机、中型机、甚至将来的部分大型机,会逐渐出现“剩余速度”和“剩余器材”。而这些速度和器材的“剩余”,对某些计算机来说,会逐渐被转移到用来提高系统软件的生产能力。本文认为这里讨论的直接执行高级向量语言的向量机可能最有希望被提前实现。     

一台高速向量机的设计

本文讨论了高速向量机实际应用中并行度的极限,几种计算机结构可提供的并行能力及使用该潜在能力的两种方法:指令控制流及数据控制流。提出了一个流水线式多处理单元的向量机方案,给出了其基本系统结构及高稀疏向量处理功能。此外,为了提供足够高的数据传输率,采用了向量高速缓存及分布式主存储器的方案。介绍了一个用微处理机构成的该方案的模拟模型。     

细胞结构纵横加工向量机

本文讨论一般向量机及纵横加工向量机的细胞结构化的可能性。随着器件的飞速发展,细胞结构巨型机成为巨型机重要方向。多处理机、阵列机、关联阵列机的细胞结构化是显然的;而向量机,一种比较受欢迎的巨型机,语言可在标准语言基础上扩充,使用与习惯较接近,效率比较高的巨型机,能否细胞结构化?本文给出了构造性的肯定回答。本文介绍了标准语言向量扩充和纵横加工向量机。在此基础上讨论了细胞结构向量机及细胞结构纵横加工向量机。最后简略讨论其优点及细胞单元数目有限的局限性(例如N≤64)。     

757向量计算机的体系结构

本文概述了“757”向量机的体系结构,主要性能指标,技术条件及其结构特点。从硬件结构设计的角度,着重论述了如何充分发挥向量机纵横加工这一特点,克服流水线机器的致命障碍——相关;如何处理好向量机三控之间的速度匹配,特别是处理好高速的中央处理机与低速的磁心存储器之问的供求矛盾。     

通用细胞结构巨型机——虚共存细胞结构纵横加工向量机

本文从中小规模集成电路为基础的纵横加工向量机(m×n_p型)出发,简略地介绍了由于“超大规模集成电路”的发展趋势而引入的共存细胞结构纵横加工向量机(m×n型,m×n_p型)。 在此基础上,为了用大幅度扩大台数的办法来大幅度提高解题速度,本文重点介绍一种新型通用巨型机,即可以多达成千上万个细胞单元的“虚共存加共存”式的细胞结构纵横加工向量机。它提出了所谓用“微处理机”组合巨型机的一种有效算法和结构,其子系统与多维阵列机等价。本系统可构成一个规模大小不同的组合机系列,如进一步简化,也可以成阵列部件系列。 本文还讨论了这类新型巨型机的语言,主要算法,对应的主要指令,细胞单元的主要功能,以及“共存”、同步、数据传输等问题。 本系统具有如下特点:从物理结构的观点看,它接近于多维阵列机,且是分散存储;但从功能的角度(即用户的角度)看,它是向量机,且是集中、公共存储。     

串行运算向量化综述

<正> 巨型计算机自六十年代开始研制,七十年代初面世以来,至今相继出现的机种有八、九种之多。从系统结构上分有多处理机,阵列机、关联阵列机及流水线机四种。最常见的是流水线(pipeline)计算机,如数据控制公司生产的 CDC STAR-100,德克萨斯仪表公司生产的 TI ASC,克雷研究公司生产的 CRAY-1等及阵列(Array)计算机,如布劳斯公司生产的 ILLIAC-Ⅳ,BSP 等。这些计算机具有较高的速度,如 ILLIAC-Ⅳ每秒一亿五千万次;SYBER-203每秒一亿次;新型的 SYBER 予计比 SYBER-203快四～八倍。印使已有这样高的速度的计算机,但仍不能满足某些特殊用户的需要,如美     

面向稀疏矩阵运算的向量机

在涉及大型系统问题的许多应用中,常常遇到大型稀疏矩阵的运算,本文提出了一种面向稀疏矩阵运算的向量机。它除了具有一般向量机的全部功能外,还可以有效地对稀疏向量和稀疏矩阵中的非零元素用流水线方式进行高速运算,与一般向量机上执行稀疏矩阵运算相比,其速度可提高数倍至十多倍。本文在标准高级语言扩充成向量高级语言的基础上,讨论把向量高级语言扩充成稀疏向量高级语言、以及稀疏向量和稀疏矩阵的基本运算及其机器实现等问题。     

利用概率模型对微程序功能的评价

本文重点讨论计算机机器语言级指令执行与微程序操作特性之间的关系,建立微程序操 作模型,导出性能评价公式及微指令平均执行时间和微程序处理的平行度两个参数.以一台 中规模集成电路微程序计算机为背景,评价流水线控制方式和非流水线控制方式的性能.     

外围阵列处理机及向量化算法

外围阵列机作为高速向量运算部件,在近十来年里发展很快,它已应用于信号处理、计算机辅助设计、人工智能及数字仿真等许多领域,并取得了相当可观的效果。我们国家对外围阵列机的研制及应用是近几年开始的,主要是用于信号处理及仿真等领域。外围阵列机正在以它的高速、低价等优势,逐渐被科技工作者所重视。我们相信,在不久的将来,外围阵列机肯定会得到广泛的应用。本文就对外围阵列机的结构、算法向量化等问题,做个简单的介绍。外国阵列处理机由于对数组处理的功能很强,因此,有时也称它为外围数组处理机。     

面向流水线向量计算机的某些算法的向量化

这篇文章研究流水线向量计算机的并行算法,针对文中指出的特定的计算机模型,提出了算法优化的设计原则。并对算术表达式求值(包括向量线性递推)、数值解常微分方程、线代数方程求解及用差分法解变系数椭圆型方程等典型问题,分析了算法,设计了程序内核。并计算出这些程序在流水线计算机上执行的效率,所得结果适用于Crag-1型流水线计算机。     

流水线向量机浮点运算精度控制

本文在深入分析ＣＲＡＹ类巨型机浮点运算精度的基础上，设计了精度更高的流水线向量机浮点支运算精度控制方案。