Sinteza structurilor de procesare concurentă a datelor / ianuarie / 2010 / Teze / CNAA

CNAA / Teze / 2010 / ianuarie /

Sinteza structurilor de procesare concurentă a datelor

Autor:	Sudacevschi Viorica
Gradul:	doctor în tehnică
Specialitatea:	05.13.13 - Calculatoare, sisteme de calcul şi reţele informaţionale
Anul:	2010
Conducător ştiinţific:	Emilian Guţuleac doctor habilitat, profesor universitar, Universitatea Tehnică a Moldovei
Instituţia:	Universitatea Tehnică a Moldovei

Statut

Teza a fost susţinută pe 15 ianuarie 2010 în CSS
şi aprobată de CNAA pe 18 martie 2010

Autoreferat

– 0.53 Mb / în română

Cuvinte Cheie

circuite reconfigurabile, elemente de procesare, limbaje de descriere hardware, modelare, procesare

Adnotare

Teza cuprinde introducerea, patru capitole, concluzii, bibliografia din 160 titluri, 6 anexe, 120 pagini text de bază, inclusiv 46 figuri şi 14 tabele. Rezultatele obţinute sunt publicate în 26 de lucrări ştiinţifice.

Domeniul de cercetare îl constituie aspectele teoretice şi practice ale modelării şi verificării funcţionale a sistemelor digitale, precum şi a sintezei structurilor de procesare concurentă a datelor.

Scopul lucrării constă în elaborarea unor metode, tehnici şi algoritmi de sinteză a structurilor de procesare concurentă a datelor bazate pe maparea directă a reţelei Petri în circuite reconfigurabile.

Metodologia cercetării ştiinţifice se bazează pe teoria sistemelor de calcul, teoria reţelelor Petri, metodele de modelare matematică şi tehnologiile orientate obiect de programare.

Noutatea şi originalitatea ştiinţifică a rezultatelor obţinute constă în: definirea unei noi extensii a reţelelor Petri ordinare şi sigure netemporizate – reţele Petri de control sincrone, cu capacitatea de declanşare simultană a tuturor tranziţiilor validate, fapt ce permite realizarea efectivă a metodei de sinteză şi oferă posibilitatea de modelare şi verificare a sistemelor digitale cu procesare concurentă a datelor; definirea reţelelor Petri hard, formate din elemente de procesare şi conexiuni dintre ele, care permit translatarea modelului de reţea Petri direct in arhitectura hardware; elaborarea algoritmilor de analiză structurală a reţelei Petri şi obţinerea modelului matematic al reţelelor Petri hard, precum şi a algoritmilor de sinteză a structurii de procesare concurentă a datelor prin translatarea modelului matematic în codul de configurare a circuitelor FPGA.

Semnificaţia teoretică a lucrării o constituie elaborarea metodelor de modelare, verificare şi sinteză a structurilor de procesare concurentă a datelor în baza reţelelor Petri sigure şi ordinare.

Valoarea aplicativă a lucrării constă în elaborarea unor metode şi algoritmi de sinteză care asigură obţinerea unor structuri de procesare concurentă a datelor, ce se caracterizează prin siguranţă şi fiabilitate de funcţionare mai înaltă decât cele obţinute prin metodele cunoscute. Algoritmii propuşi de sinteză a structurilor de procesare concurentă a datelor se caracterizează printr-o complexitate mai joasa decât cele cunoscute şi asigură o implementare eficientă pe platformele de proiectare asistată de calculator. Aceste trăsături determină posibilitatea de utilizare a metodei de sinteză pentru proiectarea structurilor de procesare concurentă a datelor din componenţa sistemelor moderne de calcul şi a celor de control al proceselor tehnologice.

Cuprins

1. METODOLOGII DE PROIECTARE A SISTEMELOR DIGITALE

1.1. Sisteme de calcul: caracteristici generale şi cerinţe

1.1.1. Automatizarea şi abstractizarea de nivel înalt
1.1.2. Etapele de proiectare a sistemelor digitale

1.2. Modele şi tehnici de descriere a sistemelor digitale

1.2.1. Modele de tip sistem cu evenimente discrete
1.2.2. Grafuri ale fluxului de date
1.2.3. Modele sincrone/reactive
1.2.4. Automate cu stări finite
1.2.5. Reţele Petri
1.2.6. Criterii pentru alegerea tipului de model

1.3. Circuite reconfigurabile

1.3.1. Platforme arhitecturale
1.3.2. Circuite FPGA
1.3.3. Reconfigurabilitatea circuitelor FPGA
1.3.4. Proiectarea sistemelor digitale utilizând circuite reconfigurabile
1.3.4.1. Metode de specificare a sistemelor digitale în baza circuitelor reconfigurabile

1.4. Sinteza sistemelor digitale în baza reţelelor Petri

1.4.1. Metode de sinteză în baza reţelelor Petri
1.4.2. Implementarea hardware a reţelelor Petri

1.5. Formularea problemei şi scopul cercetărilor
1.6. Concluzii la capitolul 1

2. MODELAREA SISTEMELOR DIGITALE ÎN BAZA REŢELELOR PETRI

2.1. Concepţii fundamentale de modelare în baza reţelelor Petri

2.1.1 Reţele Petri netemporizate
2.1.2. Proprietăţi comportamentale ale reţelelor Petri
2.1.3. Analiza reţelelor Petri
2.1.4. Reţele Petri de control sincrone

2.2. Reţele Petri hard
2.3. Elaborarea modelului analitic RPH
2.4. Sinteza elementelor de procesare a datelor

2.4.1. Elementul de procesare poziţie

2.4.1.1. Elementul de procesare P pentru RPH ordinare
2.4.1.2. Elementul de procesare P pentru RPH sigure

2.4.2. Elementul de procesare tranziţie

2.5. Analiza calitativă şi cantitativă a elementelor de procesare
2.6. Concluzii la capitolul 2

3. ALGORITMI ŞI TEHNICI DE SINTEZĂ A STRUCTURILOR DE PROCESARE CONCURENTĂ A DATELOR

3.1. Etapele de bază ale procesului de sinteză 66
3.2. VPNP - Produs program pentru simularea animată, verificarea şi evaluarea performanţelor modelelor de reţele Petri
3.3. Generarea modelului RPH

3.3.1. Descrierea codului XML al modelului RPCS
3.3.2. Formarea mulţimilor de descriere parametrică pentru modelul RPH
3.3.3. Algoritmul de analiză lexicală şi sintactică a codului XML
3.3.4. Algoritmul de analiză parametrică a obiectelor P
3.3.5. Algoritmul de analiză parametrică a obiectelor T
3.3.6. Algoritmul de analiză parametrică a obiectelor A

3.3.6.1. Algoritmul de analiză parametrică a obiectelor A, clasa ClsLinkNormal
3.3.6.2. Algoritmul de analiză parametrică a obiectelor A, clasa TclsLinkIngibitor
3.3.6.3 Algoritmul de analiză parametrică a obiectelor A, Clasa TclsLinkTest

3.4. Translatarea modelului RPH în cod HDL
3.5. Concluzii la capitolul 3

4. ASPECTE PRACTICE DE SINTEZĂ A STRUCTURILOR DE PROCESARE CONCURENTĂ A DATELOR

4.1. Sinteza şi cercetarea sistemului de transfer bidirecţional de date

4.1.1. Descrierea sistemului de transfer bidirecţional de date
4.1.2. Modelarea sistemului de transfer bidirecţional de date în baza RPCS
4.1.3. Sinteza structurii de procesare concurentă a datelor pentru sistemul de transfer bidirecţional da date

4.2. Sinteza şi cercetarea arbitrului de magistrală pentru un sistem multiprocesor

4.2.1. Descrierea sistemului multiprocesor
4.2.2. Modelarea arbitrului de magistrală
4.2.3. Sinteza structurii de procesare concurentă a datelor pentru arbitrul de magistrală

4.3. Sinteza şi cercetarea unităţii de control pentru un proces tehnologic

4.3.1. Descrierea procesului tehnologic 103
4.3.2. Modelarea unităţii de control pentru procesul tehnologic în baza RPCS
4.3.3. Sinteza structurii de procesare concurentă a datelor pentru procesul tehnologic

4.4. Sinteza şi cercetarea unităţii de control pentru un proces de fabricaţie

4.4.1. Descrierea procesului de fabricaţie 110
4.4.2. Modelarea unităţii de control pentru procesul de fabricaţie în baza RPCS
4.4.3. Sinteza structurii de procesare concurentă a datelor pentru procesul de fabricaţie