ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2012
147
(
СП). Устройства обмениваются командной информацией и данными
через очереди.
Центральный процессор – универсальное процессорное устрой-
ство, хранящее в своем оперативно-запоминающем устройстве (ОЗУ)
команды и данные. Он выполняет инициализацию системы, запуска-
ет задачу на исполнение и обрабатывает результаты алгоритма. Ос-
новной вычислительный алгоритм разделяется на два потока команд:
команды обработки данных, обрабатываемые ЦП, и команды обра-
ботки структур, обрабатываемые СП.
Процессор обработки структур данных подключен к локальным
запоминающим устройствам (ЗУ), в которых хранятся структуры
данных и команды. ЗУ команд представляет собой адресную па-
мять, в которой располагаются отдельные процедуры управления
СП, составляющие поток команд обработки структурной информа-
ции. Доступ к содержимому адресного ЗУ структур выполняется с
помощью уникальных ключей. Отличие СП от ЦП состоит в том,
что СП содержит специальные устройства (каталог, операционный
буфер и память структур), позволяющие быстро обрабатывать со-
держимое структур на основе ключей поиска [2]. Хранимая в СП
информация представляет собой таблицу «ключ-значение», реали-
зованную на основе Б-деревьев, что обеспечивает высокую скорость
основных операций [1]. Для выполнения команд добавления, удале-
ния, поиска и прочих операций с ключом требуется
O
(
log
n
)
обра-
щений к ОЗУ СП. Следует отметить, что в СП применяются сильно
ветвящиеся Б-деревья [1], что позволяет эффективно работать с
большими объемами информации. Так, для поиска информации по
ключу в структуре из 1,5 млн записей требуется выполнить чтение
всего 1
K
байт данных за 16 запросов к ОЗУ на основе DDR/DDR2
SDRAM, что занимает около 1 мкс. Определение мощности множе-
ства ключей выполняется без обращений к памяти, а операции объ-
единения, пересечения и дополнения структур требуют
O
(
n
log
n
)
обращений.
В предлагаемом варианте построения вычислительной системы
МКОД, показанном на рис. 1, команды СП содержаться в его локаль-
ном ЗУ команд и выбираются в естественном порядке следования.
Для организации ветвлений набор команд СП включает также ко-
манды безусловного перехода, которые поступают из локального
ОЗУ или от ЦП. СП не имеет собственного арифметико-логического
устройства (АЛУ) и не проверяет условия переходов. Управление хо-
дом вычислений выполняет ЦП, передавая метку перехода в очередь
команд управления. Обмен данными между ЦП и СП выполняется
через две очереди данных: очередь данных на запись и очередь дан-
ных на чтение.