Введение к работе
з
Актуальность темы.
В данной работе предлагается решение проблемы реализации вычислений над вещественными числами на ЭВМ посредством операций целочисленной арифметики. Излагаемый в данной работе материал является одним из результатов, полученных при выполнении комплекса работ по созданию системы программирования языка Пси-Фортран для управляющей СЦВМ космического корабля многоразового использования "Буран".
Предлагаемые методы использования целочисленной арифметики для выполнения действий с вещественными числами актуальны для управляющих СЦВМ, в которых отсутствует аппаратная реализация операций над числами с фиксированной точкой. В современных условиях актуальность этих методов не становится меньше, это объясняется спецификой использования СЦВМ, наиболее выгодными возможностями их усовершенствования в связи с развитием элементной базы. Кроме того, данные методы чрезвычайно важны при создании программного обеспечения для современных высокоскоростных процессоров с побитовой обработкой информации и мультиконвейерных микропроцессоров. В частности, в настоящее время предложенные методы используются при разработке прграммного обеспечения отечественной мультипроцессорной суперЭВМ, а также оптоэлектронной суперЭВМ с массовым параллелизмом.
Цель диссертации. Автоматизация программирования действий над вещественными числами посредством операций целочисленной арифметики -основная цель диссертации. Решение данной проблемы потребовало решения следующих основных вопросов.
-
Создание алгоритмических основ построения системы автоматического масштабирования.
-
Разработка программной реализации системы автоматического масштабирования и технологии ее использования.
Научная новизна. В процессе решения поставленных задач получены новые научные результаты, которые выносятся на защиту:
-
Формализовано понятие масштабированного числа и предложены алгоритмы выбора масштабов для арифметических операций.
-
Разработан алгоритм оптимального выбора масштабов для операций над масштабированными числами в пределах выражения.
-
Предложен метод интервального анализа программ, позволяющий автоматизировать процесс получения исходных данных для масштабирования программ.
-
Разработаны блоки автоматического масштабирования для нескольких компиляторов языков высокого уровня.
-
Разработана интегрированная система для интервального анализа программ.
-
Предложена технология разработки масштабированных программ. Практическая ценность. Предложенные алгоритмы масштабирования и интервального анализа применялись в системах программирования для языков Пси-Фортран, С-Фортран, СЗ-Фортран, СЗХ-Фортран, использовавшихся при разработке систем космической и авиационной техники. В настоящее время они применяются при разработке ряда компиляторов для перспективных отечественных супер-ЭВМ и высокопроизводительных микропроцессоров.
Апробация работы. Результаты диссертации докладывались на семинаре в ИПМ им. М.В. Келдыша РАН (под рук. проф. А.К. Платонова), на семинарах в МГУ им. М.В. Ломоносова (под рук. академика РАН Д.Е. Охоцимского и под рук. проф. М.Р. Шура-Бура), на всесоюзной школе по проблемам математического обеспечения и архитектуры БЦВМ (Ташкент, 1988), на конференции "Интервальная математика" (Саратов, 1989).
Структура диссертации, публикации. Диссертация состоит из введения трех глав и заключения. Работа изложена на 199 страницах, содержит 18 рисунков и 4 таблицы. Список литературы содержит 46 наименований. Основные результаты опубликованы в работах [1 -6 ].
