Введение
Глава 1. Аналитический обзор существующих средств сложения чисел и сущность предлагаемого подхода 12
1.1. Общие сведения. Краткая историческая справка 12
1.2. Классификации методов сложения 14
1.3. Аппаратные средства поддержки методов сложения 15
1.3.1. Аппаратная поддержка методов сложения в RISC процессорах 16
1.3.2. Аппаратная поддержка методов сложения в цифровых сигнальных процессорах 17
1.3.3. Аппаратная поддержка методов на основе ПЛИС 19
1.3.4. Аппаратная поддержка методов сложения в специализированных устройствах 20
1.4. Побудительные причины исследования и сущность предлагаемого подхода к созданию сумматоров массивов чисел 24
1.5. Выводы по главе 25
Глава 2. Разработка и структурно-лингвистическое исследование алгоритмической продукционной схемы сложения 27
2.1. Основные положения организации процесса сложения 27
2.2. Основные понятия параллельных вычислений операций 29
2.3. Разработка специализированной продукционной системы для сложения чисел в знакоразрядной системе счисления 33
2.3.1. Алфавит (базис), слово, языки и продукции 33
2.3.2. Синтез алгоритмической схемы символьного сложения 36
2.4. Структурно-лингвистический анализ продукционной схемы сложения 40
2.5. Выводы по главе 59
Глава 3. Разработка алгоритма, реализующего способ сложения, его проверка с применением математических моделей и данных эксперимента 60
3.1. Построение параллельного алгоритма сложения с помощью продукционного подхода 60
3.1.1. Алгоритм Фі (продукция Пі) 61
3.1.2. Алгоритм Ф2 (продукция П2) 62
3.1.3. Алгоритм Ф3 (продукция Пз) 62
3.1.4. Алгоритм Ф4 (продукция Щ) 64
3.1.5. Алгоритм Ф5 (продукция П5) 64
3.1.6. Алгоритм Фб (продукция П6) 65
3.1.7. Алгоритм Ф7 (продукция П7) 66
3.1.8. Алгоритм Ф8 (продукция П8) 67
3.1.9. Алгоритм Ф9 (продукция П9) 68
3.1.10. Алгоритм Фю (продукция П]0) 69
3.2. Сочетание алгоритмов Ф] тф|0 69
3.3. Алгоритм параллельных подставок, используемых при суммировании массива 70
3.4. Реализация способа продукционного сложения 73
3.5. Сравнительная оценка скорости работы продукционной алгоритмической схемы 74
3.6. Выводы по главе 82
Глава 4. Разработка и исследование аппаратных средств символьного сложения 83
4.1 .Формализация и синтез продукционного сумматора 83
4.2. Базовая ячейка сумматора. Триггер с тремя устойчивыми состояниями 90
4.3 .Структурная схема сумматора 91
4.4. Функциональные схемы узлов и блоков 93
4.4.1 Функциональная схема сумматора 32X32 93
4.4.2 Функциональная схема регистра выборки 97
4.4.3. Функциональная схема регистра нуля 97
4.4.4. Функциональная схема блока приоритетов 99
4.4.5. Функциональная схема коммутатора 99
4.4.6. Функциональная схема устройства управления сдвигом 103
4.5. Оценка скоростных характеристик разработанного устройства и сравнение их с аналогом 109
Выводы по главе 113
Заключение 114
Основные публикации по теме диссертации 116
Список использованной литературы 119
Приложения
