Введение к работе
' І
Во многих областях науки и техники, связанных с разработкой аппаратуры и программного обеспечения, нашел широкое применение принцип эмуляции. Он заключается в имитации Сбез потери функциональных возможностей) процессов функционирования одной системы средствами другой системы. Использование указанного подхода позволяет сократить сроки и стоимость разработки, а в ряде случаев и повысить эффективность функционирования разрабатываемых систем.
В диссертационной работе исследуются проблемы эмуляции и рассматривается применение соответствующего принципа при реализации ряда основных компонентов системы символьной обработки СССОЗ. Работа выполнена в рамках проекта, связанного с созданием аппаратных средств поддержки систем символьной обработки и искусственного интеллекта СИЮ, осуществляемого в ИЛИ нм. М. В. Келдиза.
Актуальность темы. Одним из перспективных направлений развития вычислительной техники является разработка специализированных процессоров, функционирующих в составе универсальных вычислительных комплексов и сетей ЭВМ. В настоящее время наблюдается значительный рост числа приложений, связанных с символьными преобразованиями и построением систем ИИ. Поэтому разработка и внедрение в традиционную вычислительную среду специализированных символьных процессоров СССГО, способных повысить общую производительность современных ВС, является актуальной задачей.
Для решения указанной задачи требуется создание значительных объемов специализированного программного обеспечения и аппаратуры, что существенно задерживает внедрение СХХ). Поэтому особую актуальность приобретает принцип эмуляции, обеспечивающий при реализации ССО эффективное использование уже готового или стандартного оборудования и программного обеспечения.
широкое применение этого принципа на различных этапах проектирования ВС, начиная от разработки специализированных процессоров до их включения в универсальную вычислительную среду, отражает активный интерес специалистов к проблемам эмуляции и
интенсивное развитие работ в указанной направлении. В то же время концепция эмуляции остается не формализованной, отсутствует систематизация областей и способов ее применения.
Использование эмуляции в качестве базового принципа реализации ряда компонентов ССО позволяет обеспечить достижение требуемых функциональных возможностей системы на основе применения доступных технических средств и решений. Таким образом, исследование проблем эмуляции, предпринятое в связи с проектированием и реализацией ССО, является актуальным и практически важным.
Цели работы:
-
Исследовать проблемы построения системы символьной обработки, включающей специализированный символьный процессор, на базе универсальных и готовых программно-технических средств и определить основные требования к такой системе.
-
Разработать принципы построения системы символьной обработки со специализированным Лисп-процессором.
-
Выполнить проектирование и реализацию системы символьной обработки со специализированным символьным процессором.
Научная новизна. В свете современных представлений в области архитектуры ВС проведено комплексное исследование проблем эмуляции, рассматриваемых в диссертации в качестве основного объекта исследования. Проведена систематизация приложений я способов применения этого принципа.
Предложены формальные схемы и разработана технология использования принципа эмуляции при реализации ССО, проанализированы достоинства, недостатки и условия применимости указанного подхода. Продемонстрирован опыт систематического использования концепции эмуляции при реализации ряда основных компонентов ВС, включающей ССП.
Практическая значимость. Применение эмуляции обеспечило сокращение сроков я стоимости разработки, повышение ее технологичности и эффективности, преемственность по отношению к имеющемуся программному обеспечению. Эмуляция была использована в качестве базового принципа при реализация ряда основных компонентов ССО:
специализированного символьного процессора, ориентированного на язык Лисп;
средств связи символьного процессора с универсальной вычислительной средой;
средств, обеспечивающих диалоговое взаимодействие пользователя со специализированным символьным процессором.
Результаты проектирования и эксплуатации ССО подтвердили адекватность выбранного подхода поставленным перед разработчиками задачам, а такие универсальность использованного принципа разработки ВС.
Технология проектирования, отработанная на основе систематического применения принципа эмуляции, может быть рекомендована при построении других ВС, к которым предъявляются аналогичные требования.
Реализация результатов работы:
-
На основе принципа эмуляции разработан и реализован конвертер с подмножества языка Лисп в язык Рефал СЛИРА). Конвертер вовюл в состав математического обеспечения ССП ЕС2702, эксплуатирующегося в Институты.
-
На основе принципа эмуляции организовано подключение ССП к универсальной ЭВМ и сети ЭВМ коллективного пользования.
Самостоятельное значение имеет разработка и реализация в составе сети СЕКОП эмулирующего концентратора терминалов н системы пересылки файлов СЭФЕС). Указанная реализация позволяла в короткие сроки организовать в рамках сети диалоговую работу с ЕС ЭВМ и обеспечить оперативное решение задачи транспортировки символьной информации между ЕС ЭВМ и ЭВМ других типов.
3. С использованием принципа эмуляции разработано и реализовано
несколько модификаций дисплейных диалоговых операторов,
вошедших в состав математического обеспечения ССП ЕС2702. Они
внедрены и успешно эксплуатируются на ЭВМ серии ЕС в ряде
организаций и ВЦ.
Апробация. Основные результаты диссертационной работы докладывались на первой Международной конференции молодых ученых и специалистов по проблемам проектирования и применения дискретных систем в управлении Сминск, 1977), на первой Всесоюзной конференции "Технология программирования" СКнев, 1979), на одиннадцатом Всесоюзной семинаре по вычислительным сетям СРига, 19S6), на научно-техническом семинаре "Машинная реализация систем искусственного интеллекта" СМосква, МДНТП, 1988), на объединенном семинаре в ИШ им. М. В. Келдыша СМосква, 1991).
Публикации. По теме диссертации опубликовано И печатных работ, список которых приведен в конце автореферата.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы, включающего 147 наименований. Обций объем работы - 119 страниц.
